tugas akhir prarancangan pabrik kalsium sulfat dihidrat dari batu

perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK KALSIUM SULFAT DIHIDRAT
DARI BATU KAPUR DAN ASAM SULFAT
DENGAN KAPASITAS 250.000 TON/TAHUN
OLEH:
ANITA SAKTIKA DEWI
I0507023
INDRIANA TRISNAWATI
I0507044
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Allah SWT, hanya karena rahmat dan ridho-Nya,
penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan
judul “Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat dari Batu Kapur dan Asam
Sulfat Kapasitas 250.000 ton/tahun” ini.
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan
baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena
itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat
yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.
2. Ir. Samun Triyoko, selaku Dosen Pembimbing I dan Dr.Eng. Agus
Purwanto, selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya
dalam penulisan tugas akhir.
3. Dr. Sunu Herwi Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS.
4. Ir. Paryant, M.S. dan Ir. Samun Triyoko, selaku Pembimbing Akademik.
5. Segenap Civitas Akademika atas semua bantuannya.
6. Teman-teman mahasiswa teknik kimia FT UNS khususnya angkatan 2007.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Oleh
karena itu, penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang
membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan
pembaca sekalian.
Surakarta,
Februari 2012
Penulis
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...................................................................................................
i
Lembar Pengesahan ...........................................................................................
ii
Kata Pengantar ................................................................................................... iii
Daftar Isi ..........................................................................................................
iv
Daftar Tabel ...................................................................................................... ix
Daftar Gambar .................................................................................................
xi
Intisari ..............................................................................................................
xii
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................
1
1.1
Latar Belakang Pendirian Pabrik ..............................................
1
1.2
Penentuan Kapasitas Perancangan ..........................................
3
1.3
Pemilihan Lokasi Pabrik ..........................................................
5
1.4
Tinjauan Pustaka .....................................................................
8
1.4.1 Macam-macam Proses .................................................
8
1.4.2 Kegunaan Produk..........................................................
12
1.4.3 Sifat Fisis dan Kimia .. .................................................
12
1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum .....................................
14
BAB II DESKRIPSI PROSES ........................................................................
16
2.1
2.2
Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................
16
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku ...............................................
16
2.1.2 Spesifikasi Produk ........................................................
17
Konsep Proses .........................................................................
commit to user
18
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.2.1 Dasar Reaksi ................................................................
18
2.2.2 Kondisi Operasi ............................................................
19
2.2.3 Mekanisme Reasksi ......................................................
19
2.2.4 Tinjauan Termodinamika .............................................
20
2.2.5 Tinjauan Kinetika .........................................................
25
Diagram Alir Proses dan Langkah Proses ...............................
27
2.3.1 Diagram Alir Kuantitatif...............................................
27
2.3.2 Diagram Alir Kualitatif.................................................
27
2.3.3 Diagram Alir Proses .....................................................
27
2.3.4 Langkah Proses .............................................................
31
Neraca Massa dan Neraca Panas .............................................
34
2.4.1 Neraca Massa ...............................................................
34
2.4.2 Neraca Panas ................................................................
39
Lay Out Pabrik dan Peralatan . .................................................
41
2.5.1 Lay Out Pabrik ..............................................................
41
2.5.2 Lay Out Peralatan .........................................................
46
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ...........................................
49
3.1 Alat Utama .................................................................................
49
3.1.1
Reaktor………………… …………………………….
49
3.1.2
Mixer ………………………………………………….
50
3.1.3
Filter …………………………………………………..
52
3.1.4
Dryer ………………………………………………….
53
2.3
2.4
2.5
3.2 Alat pendukung ...........................................................................
commit to user
v
54
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.2.1 Tangki Penyimpanan Bahan Baku................................
54
3.2.2 Heater ...........................................................................
55
3.2.3 Belt Conveyor ...............................................................
56
3.2.4 Fan ................................................................................
57
3.2.5 Hopper ..........................................................................
57
3.2.6 Screener ........................................................................
58
3.2.7 Silo Penyimpanan Gipsum ...........................................
59
3.2.8 Screw Conveyor ............................................................
60
3.2.9 Bucket Elevator .............................................................
61
3.2.10 Pompa ...........................................................................
62
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM.............
64
4.1
Unit Pendukung Proses ............................................................
64
4.1.1 Unit Pengadaan Air ......................................................
65
4.1.1.1 Air Proses ......................................................
69
4.1.1.2 Air Pendingin..................................................
70
4.1.1.3 Air Umpan Boiler ...........................................
71
4.1.1.4 Air Konsumsi umum dan Sanitasi .................
75
4.1.2 Unit Pengadaan Steam ..................................................
77
4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan .......................................
79
4.1.4 Unit Pengadaan Listrik ................................................
80
4.1.4.1 Listrik untuk Proses dan Utilitas ...................
81
4.1.4.2 Listrik untuk Penerangan ...............................
83
4.1.4.3 Listrik untuk AC ............................................
commit to user
85
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4.1.4.4 Listrik Laboratorium dan Instrumentasi .......
85
4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar ......................................
87
Laboratorium ...........................................................................
88
4.2.1 Laboratorium Fisik ....................................................
90
4.2.2 Laboratorium Analitik ...............................................
90
4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan ............
91
4.2.4 Analisa Air ..................................................................
92
4.3 Unit Pengolahan Limbah ..........................................................
93
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN........................................................
95
4.2
5.1
Bentuk Perusahaan ..................................................................
95
5.2
Struktur Organisasi ..................................................................
96
5.3
Tugas dan Wewenang ..............................................................
99
5.3.1 Pemegang Saham ........................................................
99
5.3.2 Dewan Komisaris .........................................................
100
5.3.3 Dewan Direksi .............................................................
100
5.3.4 Staf Ahli .......................................................................
102
5.3.5 Penelitian dan Pengembangan .....................................
102
5.3.6 Kepala Bagian ...............................................................
102
5.3.7 Kepala Seksi ................................................................. 106
5.4
5.5
Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................. 107
5.4.1 Karyawan Non Shift .....................................................
107
5.4.2 Karyawan Shift .............................................................
108
Status Karyawan dan Sistem Upah ..........................................
commit to user
110
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
5.4.1 Karyawan Tetap ........................................................... 110
5.4.2 Karyawan Harian ......................................................... 110
5.4.3 Karyawan Borongan..................................................... 110
5.6
Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ................ 111
5.6.1 Penggolongan Jabatan ................................................. 111
5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji .......................................... 111
5.7
Kesejahteraan Sosial Karyawan .............................................. 115
BAB VI ANALISIS EKONOMI ..................................................................... 117
6.1
Fixed Capital Investment (FCI) ...............................................
125
6.2
Working Capital Investment (WCI)..........................................
126
6.3
Total Capital Investment (TCI) ................................................
126
6.4
Manufacturing Cost (DMC) .....................................................
127
6.5
General Expense .......................................................................
128
6.6
Analisis Kelayakan ...................................................................
128
6.7
Kesimpulan ...............................................................................
136
Daftar Pustaka ................................................................................................. xiii
Lampiran
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Impor Gipsum Indonesia ……………………….....................
3
Tabel 1.2 Pemilihan Proses..………….............................................................
11
Tabel 2.1 Komposisi Batuan kapur .............................................................
16
Tabel 2.2 Harga Berat Molekul dan ∆Hof Komponen .…............................
21
Tabel 2.3 Data Energi Bebas Gibbs ………………………………………….
23
Tabel 2.4 Neraca Massa Total .......................................................................
35
Tabel 2.5 Neraca Massa Mixer ......................................................................
36
Tabel 2.6 Neraca Massa Reaktor ....................................................................
37
Tabel 2.7 Neraca Massa Filter .........................................................................
38
Tabel 2.8 Neraca Massa Dryer .......................................................................
39
Tabel 2.9 Neraca Panas Mixer ........................................................................
40
Tabel 2.10 Neraca Panas Reaktor ....................................................................
40
Tabel 2.11 Neraca Panas Filter ......................................................................
41
Tabel 2.12 Neraca Panas Dryer .......................................................................
41
Tabel 2.13 Perincian Luas Tanah pabrik ........................................................
44
Tabel 3.1 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Bahan Baku ..............................
54
Tabel 3.2 Spesifikasi Hopper ...........................................................................
57
Tabel 3.3 Spesifikasi Screw Conveyor ...........................................................
60
Tabel 3.4 Spesifikasi Bucket Elevator ...........................................................
61
Tabel 3.5 Spesifikasi Pompa ...........................................................................
62
Tabel 4.1 Kebutuhan Air Proses .....................................................................
commit to user
69
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel 4.2 Kebutuhan Air Pendingin ...............................................................
71
Tabel 4.3 Kebutuhan Air untuk Steam ...........................................................
75
Tabel 4.4 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi ...........................
76
Tabel 4.5 Total Kebutuhan Air ......................................................................
77
Tabel 4.6 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas .................
81
Tabel 4.7 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan …..………………....
84
Tabel 4.8 Total Kebutuhan Listrik Pabrik …..……………………………....
86
Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift ……………….…..…………. 108
Tabel 5.2 Jumlah Karyawan Menurut Jabatannya ………………...………..
112
Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan ………………................ 114
Tabel 6.1 Data Cost Index Chemical Plant……………………...........…….
120
Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment ………………………………................. 125
Tabel 6.3 Working Capital Investment ……………………………………..… 126
Tabel 6.4 Manufacturing Cost ………..……………………………..........… 127
Tabel 6.5 General Expense ………………………………………..............… 128
Tabel 6.6 Fixed Cost (Fa) ………………..………………………..............… 131
Tabel 6.7 Variable Cost (Va) …………..…………...……………..............… 131
Tabel 6.8 Regulated Cost (Ra) …………………...………………..............… 132
Tabel 6.9 Analisis Kelayakan ......................................................................... 136
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Grafik Impor Gipsum di Indonesia …........................................
4
Gambar 2.1 Diagram Alir Kuantitatif ……………………………………….
29
Gambar 2.2 Diagram Alir Kualitatif ............................................................
30
Gambar 2.3 Diagram Alir Proses ………...................................................... . 31
Gambar 2.4 Layout Pabrik Gypsum...............................................................
46
Gambar 2.5 Tata Letak Peralatan Proses ………….......................................
48
Gambar 4.1 Diagram Alir Pengolahan Air Sungai …………………..…..…
66
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Gipsum ………............................…
99
Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index ............................................ 121
Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan ......................................................... 135
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
INTISARI
Anita Saktika Dewi, Indriana Trisnawati, 2012, “Prarancangan Pabrik
Gipsum (Kalsium Sulfat Dihidrat) Dari Batu Kapur dan Asam Sulfat,
Kapasitas 250.000 Ton/Tahun”, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Pabrik gipsum dirancang untuk memenuhi kebutuhan gipsum di dalam
maupun di luar negeri. Kapasitas yang direncanakan sebesar 250.000 ton/tahun.
Pabrik ini beroperasi secara kontinyu selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini
direncanakan berdiri di Tuban, Jawa Timur diatas tanah seluas 21.000 m2.
Gipsum atau Kalsium Sulfat Dihidrat dengan rumus molekul CaSO4.2H2O.
Gipsum berfungsi sebagai cement retarder, wallboard, kapur tulis, plester,
campuran cat, bahan pengisi dan lain-lain.
Proses pembuatan Gipsum dilakukan dalam Reaktor Alir Tangki
Berpengaduk (RATB) . Pada reaktor ini reaksi berlangsung pada fase cair-cair,
irreversible, eksotermis, isothermal non adiabatic pada suhu 93,33oC dan
tekanan 1 atm, sehingga untuk menjaga suhu reaksi digunakan air pendingin
dengan suhu 30oC. Pabrik ini digolongkan pabrik beresiko rendah karena kondisi
operasi relatif rendah.
Untuk memproduksi gipsum sebesar 250.000 ton/tahun (31.565,66 kg/jam)
diperlukan bahan baku asam sulfat sebesar 17.415,83 kg/jam dan batu kapur
sebesar 19.336,87 kg/jam. Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air
proses sebesar 9198,74 kg/jam, air pendingin sebesar 166.377,2823 kg/jam, air
konsumsi dan sanitasi sebesar 617,71 kg/jam, penyediaan saturated steam sebesar
11.005,8355 kg/jam, penyediaan udara tekan sebesar 100 m3/jam, penyediaan
listrik sebesar 846,20 kW diperoleh dari PLN dan 1 buah generator set sebesar
1000 kW dan bahan bakar sebanyak 142,35 liter/jam.
Pabrik Gipsum
ini direncanakan beoperasi pada tahun 2016 dengan
menggunakan modal tetap sebesar Rp. 120.715.248.096,77 dan modal kerja
sebesar Rp. 133.070.283.707,11. Dari analisis ekonomi terhadap pabrik ini
menunjukkan keuntungan sebelum pajak Rp. 65.071.829.484,21/tahun setelah
dipotong pajak 25% keuntungan mencapai Rp. 48.803.872.113,16/tahun.
Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak 53,91 % dan setelah
pajak 40,43 %. Pay Out Time (POT) sebelum pajak selama 1,56 tahun dan
setelah pajak 1,98 tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 41,80 %, dan Shut
Down Point (SDP) sebesar 27,76 %. Discounted Cash Flow (DCF) terhitung
sebesar 26,47 %. Dari data analisa kelayakan di atas disimpulkan, bahwa pabrik
ini menguntungkan dan layak dipertimbangkan untuk pendirian di Indonesia.
commit to user
xii
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
1
digilib.uns.ac.id
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Pendirian Pabrik
Perkembangan pembangunan di Indonesia pada era globalisasi ini semakin
meningkat. Hal ini dapat dibuktikan dengan semakin banyaknya proyek
pembangunan fisik di seluruh nusantara baik di desa maupun kota. Dengan
semakin meningkatnya pembangunan fisik di Indonesia, maka kebutuhan semen
dan bahan bangunan lain seperti wallboard juga mengalami peningkatan.
Peningkatan kebutuhan akan semen dan wallboard berdampak meningkatnya
kebutuhan kalsium sulfat dihidrat (gipsum), baik pada industri semen maupun
industri pembuatan wallboard karena gipsum merupakan salah satu bahan baku
dalam pembuatan semen dan bahan utama dalam pembuatan wallboard.
Kebutuhan gipsum di Indonesia dicukupi dengan produksi dalam negeri
dan impor dari luar negeri. Produksi gipsum dalam negeri masih belum
mencukupi untuk memenuhi kebutuhan gipsum di Indonesia. Oleh karena itu
masih diperlukan impor dari luar negeri.
Krisis ekonomi yang menimpa Indonesia sejak tahun 1997, menyebabkan
mahalnya harga gipsum dari luar negeri. Kurs rupiah yang melemah terhadap
dolar Amerika membawa dampak yang besar bagi industri dengan bahan baku
yang diimpor dari luar negeri. Untuk mengatasi masalah tersebut maka perlu
didirikan industri gipsum di Indonesia. Dengan pendirian industri gipsum di
commit to user
Indonesia, diharapkan mampu mencukupi kebutuhan gipsum di Indonesia.
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
2
digilib.uns.ac.id
Kalsium sulfat dihidrat (gipsum) dengan rumus molekul CaSO4.2H2O
adalah bahan yang paling banyak digunakan sebagai bahan baku ataupun bahan
pembantu dalam berbagai jenis industri.
Oleh karena itu, pabrik gipsum perlu didirikan di Indonesia dengan
pertimbangan sebagai berikut :
1. Dapat menghemat devisa negara, dengan adanya pabrik gipsum di
dalam negeri maka dapat memenuhi kebutuhan gipsum
di dalam
negeri sehingga impor dapat dikurangi dan jika berlebih bisa untuk
diekspor.
2. Proses alih teknologi, dengan adanya industri dengan teknologi tinggi
diharapkan tenaga kerja Indonesia dapat meningkatkan pengetahuan,
kemampuan
dan
ketrampilannya
sehingga
dapat
mengurangi
ketergantungan pada tenaga kerja asing.
3. Membuka lapangan kerja di sekitar wilayah industri yang didirikan.
4. Sebagai pemasok bahan baku bagi industri dalam negeri yang
memakai gipsum sebagai bahan baku maupun bahan pembantu
sehingga dapat memacu perkembangan industri yang menggunakan
gipsum.
Berdasarkan pada pertimbangan di atas maka pabrik gipsum dengan bahan
baku batuan kapur dan asam sulfat diharapkan mempunyai prospek yang baik.
commit to user
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
1.2.
3
digilib.uns.ac.id
Penentuan Kapasitas Perancangan Pabrik
Pabrik kalsium sulfat dihidrat dari batuan kapur dan asam sulfat ini akan
dibangun dengan kapasitas 250.000 ton/tahun pada tahun 2016. Penentuan
kapasitas ini dapat ditinjau dari beberapa petimbangan, antara lain :
1.2.1. Prediksi kebutuhan pasar
Berdasarkan data statistik, kebutuhan gipsum di Indonesia mengalami
peningkatan. Produksi gipsum di Indonesia yang masih belum mencukupi
kebutuhan dalam negeri mengakibatkan gipsum harus diimpor dari luar negeri.
Kebutuhan akan gipsum di Indonesia pada tahun 2005 sampai tahun 2008
dapat dilihat pada Tabel 1.1. dan peningkatan impor gipsum di Indonesia dapat di
lihat pada Gambar 1.1.
Tabel 1.1.
Data Impor Gipsum Indonesia
Tahun
Konsumsi (ton)
2005
962187,256
2006
1008425,797
2007
1188048
2008
1326157,121
( Badan Pusat Statistik, Jakarta )
commit to user
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
4
digilib.uns.ac.id
Kebutuhan (ton/tahun)
1400000
1200000
1000000
y = 127.153,15x - 254.011.587,40
R² = 0,96
800000
600000
400000
200000
0
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Tahun
Gambar 1.1
Grafik Impor Gipsum di Indonesia
Perkiraan konsumsi gipsum di Indonesia pada tahun yang akan datang
dapat dihitung dengan menggunakan persamaan y = 127153,15x – 254011587,4
dimana x sebagai tahun dan y sebagai jumlah konsumsi gipsum.
Dengan persamaan di atas diperkirakan untuk tahun 2016 kebutuhan
gipsum di Indonesia sebesar 2.329.163 ton/tahun.
1.2.2. Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku disini adalah asam sulfat dan batuan kapur. Bahan baku asam
sulfat diperoleh dari PT. Petrokimia Gresik yang berlokasi di Gresik. Kapasitas
produksi asam sulfat dari PT. Petrokimia Gresik sampai dengan 560.000
ton/tahun. Sedangkan untuk batuan kapur diperoleh dari pertambangan di daerah
Tuban, Jawa Timur.
commit to user
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
5
digilib.uns.ac.id
1.2.3. Kapasitas Komersial
Dalam menentukan besar kecilnya kapasitas pabrik gipsum yang akan
didirikan, kita harus mengetahui dengan jelas kapasitas pabrik yang sudah
beroperasi dalam pembuatan gipsum baik di dalam maupun luar negeri. Saat ini di
Indonesia sudah beroperasi pabrik pembuat gipsum yaitu PT Petrokimia Gresik
dengan kapasitas produksi sebesar 80.000 ton/tahun untuk gipsum sebagai cement
retarder, 80.000 ton/tahun untuk purified gipsum. Total kapasitas produksi
gipsum PT Petrokimia Gresik sebesar 160.000 ton/tahun.
(www.petrokimiagresik.com ).
Dengan mempertimbangkan besarnya konsumsi gipsum di Indonesia dan
jumlah bahan baku yang tersedia serta data dari pabrik gipsum yang telah berdiri
di Indonesia, maka pabrik gipsum dari batuan kapur dan asam sulfat ini akan
dibangun dengan kapasitas perancangan 250.000 ton/tahun pada tahun 2016
dengan harapan mampu mengurangi ketergantungan impor gipsum dari luar
negeri walaupun tidak sepenuhnya mencukupi.
1.3.
Penentuan Lokasi Pabrik
Pemilihan lokasi suatu perusahaan sangat penting dalam perancangan
pabrik karena hal ini berhubungan langsung dari nilai ekonomis pabrik yang akan
dibangun. Pabrik gipsum ini direncanakan akan dibangun di Tuban, Jawa Timur.
Ada beberapa faktor yang harus diperhatikan untuk menentukan lokasi pabrik
yang dirancang secara teknis dan ekonomis menguntungkan. Adapun faktorfaktor yang harus dipertimbangkan
:
commit
to user
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
6
digilib.uns.ac.id
1. Faktor Primer
a. Penyediaan bahan baku
Kriteria penilaian dititikberatkan pada kemudahan memperoleh bahan
baku. Dalam hal ini, bahan baku asam sulfat diperoleh dari PT. Petrokimia
Gresik. Bahan baku batu kapur (CaCO3) diperoleh dari pertambangan yang
tersedia di wilayah Tuban, Jawa Timur.
b. Pemasaran produk
Faktor yang perlu diperhatikan adalah letak wilayah pabrik yang
membutuhkan
gipsum
dan
jumlah
kebutuhannya.
Daerah
Tuban
merupakan daerah yang strategis untuk pendirian suatu pabrik karena dekat
dengan PT Semen Gresik sebagai salah satu produsen semen di Indonesia.
c. Sarana transportasi
Sarana dan prasarana transportasi sangat diperlukan untuk proses
penyediaan bahan baku dan pemasaran produk. Dengan adanya fasilitas
jalan raya dan pelabuhan laut yang memadai, maka pemilihan lokasi di
Tuban sangat tepat.
d. Tenaga kerja
Tersedianya tenaga kerja yang terampil mutlak diperlukan untuk
menjalankan mesin-mesin produksi. Dan tenaga kerja dapat direkrut dari
daerah Jawa timur, Jawa Tengah dan sekitarnya.
e. Penyediaan utilitas
Perlu diperhatikan sarana- sarana pendukung seperti tersedianya air, listrik,
dan sarana lainnya sehingga
proses
dapat berjalan dengan baik.
commit
to produksi
user
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
7
digilib.uns.ac.id
Sebagai suatu kawasan industri yang telah direncanakan dengan baik dan
tempat industri berskala besar (PT Semen Gresik), Tuban telah mempunyai
sarana- sarana pendukung yang memadahi.
2. Faktor Sekunder
a. Perluasan areal pabrik
Tuban memiliki kemungkinan untuk perluasan pabrik karena masih
mempunyai areal yang cukup luas. Hal ini perlu diperhatikan karena
dengan semakin meningkatnya permintaan produk akan menuntut adanya
perluasan pabrik.
b. Karakteristik lokasi
Karakteristik lokasi menyangkut iklim di daerah tersebut, kemungkinan
terjadinya banjir, serta kondisi sosial masyarakatnya. Dalam hal ini, Tuban
sebagai kawasan industri adalah daerah yang telah ditetapkan menjadi
daerah industri sehingga pemerintah memberikan kelonggaran untuk
mendirikan suatu pabrik di daerah tersebut.
c. Kebijaksanaan pemerintah
Pendirian pabrik perlu memperhatikan beberapa faktor kepentingan yang
terkait
didalamnya,
kebijaksanaan
pengembangan
industri,
dan
hubungannya dengan pemerataan kesempatan kerja, kesejahteraan, dan
hasil-hasil pembangunan. Disamping itu, pabrik yang didirikan juga harus
berwawasan lingkungan, artinya keberadaan pabrik tersebut tidak boleh
mengganggu atau merusak lingkungan sekitarnya.
commit to user
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
8
digilib.uns.ac.id
d. Kemasyarakatan
Dengan masyarakat yang akomodatif terhadap perkembangan industri dan
tersedianya fasilitas umum untuk hidup bermasyarakat, maka lokasi di
Tuban dirasa tepat.
Dari pertimbangan faktor- faktor diatas, maka dipilih daerah Tuban,
Propinsi Jawa Timur sebagai lokasi pendirian pabrik gipsum.
1.4.
Tinjauan Pustaka
1.4.1. Macam-macam Pembuatan Gipsum
a.
Pembuatan Gipsum dari Gipsum Rock
Proses pembuatan gipsum dari rock, yaitu dengan cara menghancurkan
batu-batuan gipsum yang diperoleh dari daerah pegunungan. Penghancuran batubatuan ini dengan menggunakan alat primary crusher kemudian diayak agar
diperoleh batuan yang halus. Proses penghancuran batuan-batuan gipsum dan
pengayakan dilakukan beberapa kali sehingga didapatkan hasil sesuai yang
diinginkan. Setelah diayak dimasukkan ke sink float untuk membersihkan batubatuan dari kotoran,kemudian masuk dalam secondary crusher agar batu-batuan
yang belum halus dapat dihancurkan lagi dan sebagian lagi masuk dalam fine
grinding untuk di giling menjadi butiran yang halus. Setelah dari fine grinding
butiran yang halus di kalsinasi dan menghasilkan board plaster, dan sebagian
setelah di kalsinasi masuk ke ball mill dan menghasilkan bagged plaster.
Proses ini jika dilihat dari aspek ekonomi tidak menguntungkan sebab
membutuhkan biaya investasi yang
sangat
besar yang digunakan untuk proses
commit
to user
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
9
digilib.uns.ac.id
penambangan. Namun kapasitas produksi yang dihasilkan belum tentu besar dan
juga tidak menghasilkan produk samping yang dapat dijual (W.L., Faith dkk,
1957).
b.
Pembuatan Gipsum dari Batu Kapur
Pada proses ini, batu kapur (CaCO3) direaksikan dengan asam sulfat
(H2SO4) encer di reaktor pada kondisi operasi suhu 93,33C dan tekanan 1 atm.
Konversi yang dihasilkan dengan metode ini sebesar 82,86%. Produk yang
dihasilkan dari reaktor kemudian dimasukkan ke dalam alat pemisah untuk
menghilangkan impuritasnya. Kemurnian dari gipsum yang dihasilkan proses ini
lebih dari 91%.
Reaksinya sebagai berikut:
CaCO3 (s) + H2SO4 (l) + H2O (l)  CaSO4.2H2O (s) + CO2 (g)
(1.1)
(US Patents 6.613.141)
c.
Pembuatan Gipsum dari CaCl2 dan H2SO4
Proses ini dilakukan dengan cara memasukkan CaCl2 ke dalam reaktor
dengan ditambahkan H2SO4 pada suhu 50-80C dan tekanan 1 atm. Di dalam
reaktor terjadi reaksi netralisasiyang menghasilkan CaSO4 dan HCl dengan
konversi mencapai 100%.
Reaksinya sebagai berikut:
CaCl2 + H2SO4 (l)  CaSO4 (s) + 2 HCl (l)
(1.2)
Proses pemisahan CaSO4 dan HCl menggunakan absorber yang berupa
larutan CaSO4 diuapkan sehingga menghasilkan CaSO4.2H2O kemudian
commit to user
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
10
digilib.uns.ac.id
dimasukkan dalam alat pengering sehingga menghasilkan gipsum
dengan
kemurnian 91% (Kirk & Othmer, 1978).
Sebelum menentukan pilihan proses yang tepat perlu adanya studi
perbandingan dari beberapa proses alternatif baik dari aspek teknis maupun
ekonomis.
Tabel 1.2
Pemilihan Proses Berdasarkan Aspek Teknis dan Ekonomi
No Parameter
1.
Proses I
Proses II
Proses III
Gipsum rock
CaCO3
dan CaCl2
H2SO4
H2SO4
Sedang
Aspek teknis
- Bahan baku
- Konsumsi energi
Sedikit
Sedang
- Kemurnian
Tergantung
Kadar 91-92% Kadar 90%
produk
bahan baku
- Persediaan bahan Terbatas
baku
dan
jumlahnya
Berlimpah
Sangat sulit
dan mudah
didapat
2.
Aspek ekonomi
- Investasi
Besar
Sedang
Besar
Dari tabel diatas maka yang paling baik dan efisien dari segi teknis dan
ekonomis adalah perencanaan pendirian pabrik gipsum dengan proses kedua
karena bahan baku yang digunakan mudah didapat dan berlimpah jumlahnya.
commit to user
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
11
digilib.uns.ac.id
1.4.2 Kegunaan Produk
Adapun kegunaan gipsum dalam dunia industri adalah sebagai berikut:
1. Pada industri semen, yaitu sebagai bahan untuk memperlambat pengerasan
semen (cement retarder).
2. Sebagai bahan untuk membuat wall board dan kapur papan tulis.
3. Pada bidang kedokteran dan farmasi, digunakan sebagai plester dan cetakan.
4. Pada industri cat, digunakan sebagai bahan pengisi dan campuran cat putih.
5. Pada industri keramik, digunakan sebagai bahan pengisi keramik.
6. Pada industri elektronika, digunakan sebagai bahan pembuat komponenkomponen elektronika.
(www.wikipedia.org)
1.4.3
Sifat Fisik dan Kimia
a. Bahan baku
- Rumus molekul
: CaCO3
- Kenampakan
: Padat
- Komposisi
: CaCO3
: 97,89 %
MgCO3
: 0,95 %
SiO2
: 0,36 %
Al2O3
: 0,17 %
Fe2O3
: 0,25 %
CaSO4
: 0,08 %
H2Oto user
commit
Bab I Pendahuluan
: 0,3
%
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
12
digilib.uns.ac.id
2. Asam Sulfat
 Sifat fisis asam sulfat
- Rumus molekul
: H 2SO4
- Berat molekul (g/gmol)
: 98,08
- Kenampakan
: Cair
- Densitas
: 1,837 g/cm3
- Titik didih
: 338 oC
- Specific gravity
: 1,834
(Perry & Green, 1999)
Sifat Kimia Asam Sulfat
1. Dengan basa akan membentuk garam dan air
H2SO4 (l) + 2NaOH (s)  Na2SO4(s) + H2O (l)
(1.3)
2. Dengan alkohol membentuk eter dan air
2C2H5OH(l) + H2SO4(l)  C2H5OC2H5(l) + H2O(l) + H2SO4(l) (1.4)
3. Korosif terhadap semua logam
4. Bereaksi dengan NaCl membentuk NaSO4
NaCl + H2SO4(l)  NaSO4 + 2HCl(l)
(1.5)
5. Bereaksi dengan MgCO3 membentuk MgSO4
MgCO3(s) + H2SO4(l)  MgSO4(s) + H2O (l) + CO2(g)
(1.6)
(Kirk & Othmer 1978)
commit to user
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
13
digilib.uns.ac.id
b. Produk
1. Gipsum
 Sifat fisis gipsum :
- Rumus Molekul
: CaSO4.2H2O
- Nama lain
: Kalsium sulfat dihidrat
- Berat Molekul (g/gmol)
: 172,17
- Kenampakan
: Serbuk berwarna putih
- Specific gravity
: 2,32-2,96
 Sifat kimia Gipsum :
- Pada temperatur 170oC akan terbentuk anhidrit.
1
3
CaSO4.2H2O (s) + panas  CaSO4. 2H2O (s) + 2 H2O (steam) (1.7)
(www.wikipedia.org)
1.4.4. Tinjauan Proses Secara Umum
Gipsum dihasilkan dari reaksi batu kapur (CaCO3) dengan larutan asam
sulfat (H2SO4) 50% berat di dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB).
Reaksi ini berjalan secara isothermal pada suhu 93,33oC dan tekanan 1 atm,
reaksinya sebagai berikut
CaCO3 (s) + H2SO4 (l) + H2O (l)  CaSO4.2H2O (s) + CO2 (g)
(1.8)
Produk keluar reaktor berupa slurry kemudian dilewatkan pada alat
commit to user
penyaring untuk memisahkan antara gipsum dan cairannya. Produk cairan hasil
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
14
digilib.uns.ac.id
filtrasi berupa asam sulfat yang akan direcycle menuju mixer. Produk bubur
gipsum dilakukan proses purifikasi dengan menggunakan pengering agar
didapatkan gipsum dengan kemurnian yang tinggi (US Patents 6.613.141).
commit to user
Bab I Pendahuluan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
16
BAB II
DESKRIPSI PROSES
2.1.
Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
2.1.1
Spesifikasi Bahan Baku
a. Batuan Kapur

Rumus molekul
: CaCO3

Wujud
: padat

Komposisi
:
Tabel 2.1. Komposisi Batuan Kapur
Komponen
Persentase
CaCO3
97,89%
MgCO3
0, 95%
SiO2
0,36%
Al2O3
0,17%
Fe2O3
0,25%
CaSO4
0,08%
H2O
0,3%
(www.patentgenius.com)
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
17
b. Asam Sulfat

Wujud
: Cairan

Warna
: Tidak berwarna

Kemurnian
: 98% vol

Densitas
: 1,8 kg/m3
(300C)
(www.wikipedia.org)
c. Air

Rumus molekul
: H2O

Berat molekul (g/gmol)
: 18

Wujud
: cair

Spesific gravity
: 1,00

Titik didih
: 100 oC

Densitas
: 0,95838 g/ml

Viskositas
: 0,2838 kg/m.s

Merupakan larutan yang bersifat melarutkan

Merupakan larutan jernih tidak berwarna
(Kirk & Othmer, 1978)
2.1.2. Spesifikasi Produk
Produk utama yang dihasilkan adalah :
a. Gipsum

Rumus Molekul
: CaSO4.2H2O

Nama Lain
: Kalsium sulfat dihidrat

Berat Molekul (g/gmol)
: 172,17
commit to user
Kenampakan
: Serbuk berwarna putih

Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
18

Specific gravity
: 2,32-2,96

Kemurnian
: 91 % berat (min)

Impuritas
H2O, H2SO4, SiO2, CaCO3, MgCO3, CaSO4, Al2O3, Fe2O3 total
maksimal 9% berat
(www.petrokimiagresik.com)
Produk samping yang dihasilkan adalah
b. Karbondioksida
Sifat Fisis :

Rumus Molekul
: CO2

Berat Molekul (g/gmol)
: 44,01

Densitas
: 1,562 g/mL (solid 1 atm, −78,5 °C)
0,770 g/mL (liquid 56 atm, 20 °C)
1.977 g/L (gas 1 atm, 0 °C)
2.2

Titik lebur
: -78°C

Titik Didih
: -57°C
Konsep Proses
2.2.1. Dasar Reaksi
Reaksi pembentukan gipsum dan karbondioksida dari asam sulfat dan
batuan kapur merupakan reaksi asidulasi. Senyawa–senyawa yang digunakan
dalam pembuatan gipsum adalah senyawa anorganik.
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
19
Reaksi pembentukan gipsum dari batuan kapur dan asam sulfat secara
umum yang terjadi adalah sebagai berikut :
Reaksi pembentukan kalsium sulfat dihidrat (gipsum) :
CaCO3(s) + H2SO4(l) + H2O(l)
93,33oC ; 1atm
CaSO4.2H2O(s) + CO2(g) (2.1)
(US Patents 6.613.141)
2.2.2. Kondisi Operasi
Kondisi operasi di reaktor yang berfungsi untuk membentuk gipsum pada
suhu 93,33 oC dan tekanan 1 atm. Konversi pembentukan gipsum sebesar 82,86%
dan perbandingan berat antara batuan kapur dan asam sulfat masuk reaktor
sebesar 1 : 2. Waktu tinggal di reaktor adalah 10 menit (US Patents 6.613.141).
2.2.3. Mekanisme Reaksi
Mekanisme reaksi yang terjadi untuk pembentukan gipsum dari batuan
kapur dan asam sulfat adalah sebagai berikut :
Reaksi pembentukan kalsium sulfat dihidrat :
93,33oC ; 1atm
CaCO3(s) + H2SO4(l) + H2O(l)
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
CaSO4.2H2O(s) + CO2(g) (2.2)
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
20
Air yang diperoleh dalam reaksi didapat dari larutan asam sulfat, sehingga reaksi
dapat ditulis sebagai berikut :
A+B+C
93,33oC ; 1atm
D+E
(2.3)
Keterangan:
A = CaCO3(s)
B = H2SO4(l)
C = H2O(l)
D = CaSO4.2H2O(s)
E = CO2(g)
(US Patents 6.613.141)
2.2.4. Tinjauan Termodinamika
Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat reaksi
(endotermis / eksotermis) dan arah reaksi (reversible / irreversible). Penentuan
panas reaksi berjalan secara eksotermis atau endotermis dapat dihitung dengan
perhitungan panas pembentukan standar (ΔHof) pada P = 1 atm dan T = 298 °K.
Pada pembentukan gipsum terjadi reaksi sebagai berikut:
Reaksi pembentukan kalsium sulfat dihidrat (gipsum) :
CaCO3(s) + H2SO4(l) + H2O(l)
93,33oC ; 1atm
CaSO4.2H2O(s) + CO2(g) (2.4)
(US Patents 6.613.141)
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
21
Harga ΔHof masing-masing komponen pada suhu 298 °K dapat dilihat
pada Tabel 2.2. sebagai berikut :
Tabel 2.2. Harga Berat Molekul dan ΔHof masing-masing Komponen
Komponen
Berat Molekul
 H°F
( kg/kmol )
( kkal/kmol )
H2O
18,02
-68315,0754
SiO2
60,08
-215940,238
MgCO3
84,31
-261900,289
H2SO4
98,08
-194550,215
CaCO3
100,09
-288460,318
Al2O3
101,96
-396000,437
CaSO4
136,14
-342760,378
Fe2O3
159,71
-197000,217
CaSO4.2H2O
172,17
-483420,534
44,01
-94050,1038
CO2
(Yaws, 1999)
ΔHoR = ΔHof,produk - ΔHof,reaktan
= ∆Ho f,CaSO 4 .2H 2 O + ∆Ho f,CO 2 − ∆Ho f,CaCO 3 + ∆Ho f,H 2 SO 4 + ∆Ho f,H 2 O
= [-483420,534 + (-94050,1038)] – [-288460,318 + (-194550,215) +
(-68315,0754)] kkal/kmol
= -26145,0289 kkal/kmol
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
22
Karena ΔHR pada reaksi di reaktor bernilai negatif, maka reaksi bersifat
eksotermis. Penurunan suhu operasi dapat mengakibatkan kenaikan harga K
(konstanta kesetimbangan). Hal ini sesuai dengan persamaan berikut :
d ln K H

dT
RT
Penurunan suhu pada reaksi eksotermis dan apabila reaksinya bersifat
irreversible
akan
meningkatkan
harga
konstanta
kesetimbangan
reaksi
pembentukan gipsum atau dengan kata lain kesetimbangan akan bergeser ke arah
eksotermis (pembentukan produk) sehingga konversi akan bertambah besar.
Harga ∆G0f untuk masing-masing komponen (suhu 298 K) pada Tabel 2.3.
sebagai berikut :
Tabel 2.3. Data Energi Bebas Gibbs Komponen Bahan Baku dan Produk
Komponen
 G°F
( kkal/kmol )
H2O
-56687,1
SiO2
-204560
MgCO3
-241900
H2SO4
-164930
CaCO3
-269550
Al2O3
-373500
CaSO4
-315930
Fe2O3
Bab II Deskripsi Proses
commit to user -177400
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Komponen
digilib.uns.ac.id
23
 G°F
( kkal/kmol )
CaSO4.2H2O
-429600
CO2
-94260,1
( Perry & Green, 1999)
∆G = ∆Go f,produk − ∆Go f,reaktan
= ∆Go f,CaSO 4 .2H 2 O + ∆Go f,CO 2 − ∆Go f,CaCO 3 + ∆Go f,H 2 SO 4 + ∆Go f,H 2 O
= [-429600 + (-94260,1)] – [-269550 + (-164930) + (-56687,1)]
= -32693 kkal/kmol
Dari perhitungan-perhitungan diatas didapatkan :
Di Reaktor
:
∆HR
= -26145,0289 kkal/kmol
∆G
= -32693 kkal/kmol
∆G
= -RT ln K298 K
ln K298 K
=
=
G
 RT
−32693
–1.9872∗298
= 55,2074
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
24
Reaksi pembentukan gipsum terjadi pada suhu 93,33 oC (366,33°K), maka:
ln
K 366,33K
K 298K
=−
ln K 366,33K − ln K 298K = −
∆HR
R
1
Toperasi
−
1
T298K
−26145,0289
1
1
−
1,9872
366,33 298
ln K 366,33K − 55,2074 = − 8,2351
ln K 366,33K
K 366,33K
= 46,9723
= 2,5108. 1020
Dengan harga K pada kondisi operasi besar sehingga dapat disimpulkan
bahwa reaksi yang terjadi dalam proses pembentukan gipsum merupakan reaksi
irreversibel atau reaksi tidak dapat balik. (Smith & Van Ness, 1975)
2.2.5. Tinjauan Kinetika
Reaksi pembentukan kalsium sulfat dihidrat (gipsum) :
CaCO3(s) + H2SO4(l) + H2O(l)
93,33oC ; 1atm
CaSO4.2H2O(s) + CO2(g) (2.5)
Fase reaksi di Reaktor merupakan fase padat-cair dan diketahui ukuran
padatan menyusut dari 127 mikron (200 mesh) menjadi 50 mikron setelah terjadi
reaksi (US Patents 6.613.141) maka digunakan mekanisme reaksi Shrinking
Spherical Particles
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Gambar 2.1.
digilib.uns.ac.id
25
Shrinking Spherical Particles
Mekanisme :
1. Difusi reaktan dari badan utama liquid (H2SO4 atau reaktan B) melalui
lapisan film ke permukaan padatan (batuan kapur atau reaktan A).
2. Reaksi pada permukaan padatan antara reaktan.
3. Difusi zat hasil dari permukaan padatan melalui lapisan film ke fase liquid.
Namun tidak terbentuk lapisan abu, sehingga tidak ada yang menghambat
tahap difusi zat hasil ke fase liquid, jadi reaksi di permukaan padatan
adalah yang mengendalikan. Reaksi di permukaan padatan pada prosaes
pembentukan gipsum dianggap memenuhi reaksi orde satu (pseudo first
order-reaction) terhadap batuan kapur (-rA= k.CA )..
Ukuran padatan yang sangat kecil dan jumlah reaktan cair yang
jauh lebih banyak, maka difusivitasnya sangat tinggi sehingga transfer massa
dianggap sangat cepat dan diabaikan (Levenspiel, hal 577).
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
2.3 .
Diagram Alir Dan Langkah Proses
2.3.1. Diagram Alir Kuantitatif
Diagram alir kuantitatif dapat dilihat pada Gambar 2.1.
2.3.2. Diagram Alir Kualitatif
Diagram alir kualitatif dapat dilihat pada Gambar 2.2.
2.3.3
Diagram Alir Proses
Diagram alir proses dapat dilihat pada Gambar 2.3.
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
digilib.uns.ac.id
26
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi Proses
27
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi Proses
28
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
29
DIAGRAM ALIR PRARANCANGAN PABRIK KALSIUM SULFAT DIHIDRAT
DARI BATU KAPUR DAN ASAM SULFAT
KAPASITAS 250000 TON/TAHUN
8
1
38
.4
93,3
4
TP-02
L
I
3
FC
1
30
Air
pendingin
Keterangan Gambar
P-02
Air
pendingin
LC
4
1
93
30
.3
M
M
= Mixer
R
= Reaktor
RDVF = Rotary Drum Vacum Filter
RD
= Rotary Dryer
S
= Silo
BC
= Belt Conveyor
BE
= Bucket Elevator
SF
= Screw Feeder
H
= Hopper
SC
= Screen
P
= Pompa
HE
= Heat Exchanger
S
TC
BE-03
P-03
TP-01
L
I
2
FC
1
93
35
.3
1
30
Udara
In
FC
BL
Condensate
P-01
10
H-02
5
BE-01
SF-01
G
Air
pendingin
BE-02
1
93
93,3
.3
Air
pendingin
= throttle valve
= nomor arus
RD
= suhu (oC)
FC
S
= tekanan (atm)
7
1
93,3
1
97,5
RDVF
LC
= arus pendingin
9
BE-03
= arus pemanas
SC
R
1
Gudang
1
93
177
.3
67
1
30
Packing
TC
1
93,3
1
H-01
Steam
HE-02
1
97,5
= arus udara
TC
= pneumatic
BC-01
P-05
P-04
= electric
Packing
Komponen
H2O
Arus 1
58.01
Arus 2
341.49
Arus 3
8974.54
Arus 4
19336.87
CO2
SiO2
MgCO3
Arus 6
3836.48
Arus 7
20198.41
10177.56
69.61
69.61
Arus 8
10020.84
Arus 9
125.26
Arus 10
2379.95
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
7407.71
69.61
183.70
H2SO4
CaCO3
Arus 5
DIAGRAM ALIR
PRARANCANGAN PABRIK KALSIUM SULFAT DIHYDRAT
DARI BATU KAPUR DENGAN ASAM SULFAT
KAPASITAS 250.000 TON / TAHUN
17074.35
19336.87
0.09
18928.86
69.61
183.70
183.70
2828.15
565.63
2082.17
2082.17
2082.17
Dikerjakan Oleh :
183.70
2262.52
28.28
537.35
1. Anita Saktika Dewi
2. Indriana Trisnawati
I0507023
I0507044
Dosen Pembimbing 1 :
Al2O3
32.87
32.87
32.87
32.87
CaSO4
15.47
21323.07
21323.07
15.47
Ir.Samun Triyoko
NIP. 19470421 198503 1 001
Fe2O3
48.34
48.34
48.34
48.34
Dosen Pembimbing 2 :
28979.95
28979.95
28979.95
46766.33
34482.97
CaSO4.2H2O
TOTAL
Bab II Deskripsi Proses
19336.87
17415.83
8974.54
38673.74
11244.28
12283.37
31565.66
2917.30
Dr.Eng. Agus Purwanto S .T., M.T.
NIP. 19750411 199903 1 001
Gudang
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
31
2.3.4. Langkah Proses
Proses pembuatan gipsum dapat dibagi menjadi 3 tahap, yaitu :
1. Langkah penyiapan bahan baku
2. Langkah pembentukan produk
3. Langkah pemisahan dan pemurnian produk
2.3.4.1.Langkah penyiapan bahan baku
Batuan kapur disimpan dalam gudang penyimpanan dengan temperatur
300C dan tekanan 1 atm. Batuan kapur berukuran 200 mesh dibawa menggunakan
belt conveyor dan diangkut dengan menggunakan bucket elevator kemudian
ditampung di hopper. Dari hopper, batuan kapur dimasukkan ke dalam screw
feeder yang berfungsi sebagai feeder, kemudian batuan kapur dimasukkan ke
dalam reaktor untuk diproses.
Asam sulfat disimpan dalam tangki penyimpanan pada kondisi 30oC dan
tekanan 1 atm. Asam sulfat ini memiliki kadar 98%. Asam sulfat kemudian
dipompakan ke mixer untuk diencerkan menggunakan air hingga mencapai kadar
50%. Ke dalam mixer juga ditambahkan recycle dari filter.
2.3.4.2.Langkah Pembentukan Produk
Tahap ini bertujuan untuk membentuk gipsum yang merupakan reaksi
antara batuan kapur, larutan asam sulfat. Reaksi yang terjadi di dalam reaktor
berlangsung pada tekanan 1 atm dan temperatur 93,33
digunakan adalah RATB
Bab II Deskripsi Proses
o
C. Reaktor yang
(Reaktor
Alirto Tangki
commit
user Berpengaduk). Batuan kapur
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
32
masuk ke dalam reaktor 1 pada suhu 30oC dan asam sulfat dari mixer pada suhu
93,33oC pada tekanan 1 atm. Reaksi yang terjadi dalam reaktor adalah reaksi
eksotermis dan suhu produk keluar reaktor sebesar 93,33 °C.
Reaksi tersebut selain menghasilkan kalsium sulfat dihidrat (CaSO4.2H2O)
juga menghasilkan gas karbondioksida (CO2). Gas keluar dari reaktor langsung
dibuang ke lingkungan. Slurry yang keluar dari reaktor kemudian di pompa ke
rotary drum vacum filter.
2.3.4.3.Langkah Pemisahan dan Pemurnian produk
Langkah pemisahan bertujuan untuk memisahkan gipsum dengan air dan
asam sulfat. Proses pemisahan ini menggunakan jenis rotary drum vacuum filter.
Keluaran dari filter yang beroperasi pada suhu 93,30C dan 1 atm ini ialah produk
gipsum sebagai cake dan larutan asam sulfat sebagai filtrat.
Cake gipsum keluaran filter dialirkan menggunakan screw feeder menuju
dryer yang beroperasi pada suhu 93,3°C dan tekanan 1 atm sehingga mengalami
proses purifikasi, yaitu proses pengurangan kandungan cairan dalam cake gipsum.
Proses purifikasi cake gipsum (CaSO4.2H2O) bertujuan untuk menaikan
kemurnian cake gipsum (CaSO4.2H2O) yang dihasilkan filter karena kemurnian
cake yang dihasilkan masih rendah dan belum sesuai dengan yang ada di pasaran.
Proses purifikasi menggunakan rotary dryer tipe direct counter current yang
metode pengeringannya menggunakan hembusan udara panas yang berasal dari
udara kering yang dipanaskan dengan heat exchanger yang menggunakan steam
sebagai pemanas.
Bab II Deskripsi Proses
commit to user
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
33
Produk keluaran rotary dryer yang memiliki kadar CaSO4.2H2O sebesar
91,96% sudah berada diatas pasaran. kadar CaSO4.2H2O yang ada dipasaran
adalah
91%.
Untuk
menyeragamkan
ukuran
produk,
gipsum
disaring
menggunakan screener selanjutnya diangkut menggunakan bucket elevator
menuju silo untuk menampung sementara produk gipsum sebelum menuju ke unit
packaging untuk di kemas kemudian disimpan di gudang penyimpanan sebagai
produk utama.
Filtrat yang dihasilkan dari filter berupa air dan asam sulfat yang
selanjutnya direcycle ke mixer.
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
2.4.
Neraca Massa dan Panas
2.4.1
Neraca Massa
Basis
: 1 jam operasi
Satuan
: kg/jam
Kapasitas produksi
: 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
34
2.4.1.1.Neraca Massa Total
Tabel 2.4. Neraca Massa Total
Komponen
H2O
Masuk (kg/jam)
9374,04
CO2
SiO2
Keluar (kg/jam)
6341,69
7407,71
69,61
69,61
183,70
183.,70
H2SO4
17074,35
565,72
CaCO3
18928,86
2082,17
Al2O3
32,87
32,87
CaSO4
15,47
15,47
Fe2O3
48,34
48,34
MgCO3
CaSO4.2H2O
Total
28979,95
45727,24
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
45727,24
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
35
2.4.1.2. Neraca Massa Alat

Mixer
Tabel 2.5
Neraca Massa Mixer
Masuk
Senyawa
Arus 2
kmol
H2O
18,96
kg
Arus 3
kmol
Kg
Keluar
Arus 8
kmol
kg
Arus 4
kmol
kg
341,49 498,16 8974,54 556,24 10020,84 1073,36 19336,87
H2SO4
174,09 17074,35
Jumlah
193,05 17415,84 498,16 8974,54 579,31 12283,36 1270,52 38673,74
Total
23,07
38673,74 kg
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
2262,52
197,16 19336,87
38673,74 kg
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun

digilib.uns.ac.id
36
Reaktor
Tabel 2.6. Neraca Massa Reaktor
Masuk
Senyawa
H2O
Keluar
Arus 1
Arus 4
Arus 5
Arus 6
kg
Kg
kg
kg
58,01
19336,87
CO2
SiO2
MgCO3
12526,05
7407,71
69,61
69,61
183,70
183,70
H2SO4
CaCO3
3836,48
19336,87
0,09
2828,15
18928,86
2082,17
Al2O3
32,87
32,87
CaSO4
15,47
15.47
Fe2O3
48,34
48.34
CaSO4.2H2O
Total
Total (kg)
28979.95
19336,87
38673,74
58010,61
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
11244,28
58010,61
46766.33
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun

digilib.uns.ac.id
37
Filter
Tabel 2.7 Neraca Massa Filter
Masuk
Arus 6
Komponen
kmol
H2O
Keluar
Arus 7
kg
kmol
Arus 8
kg
kmol
695,30
12526,05
139,06
2505,21
SiO2
1,16
69,61
1,16
69,61
MgCO3
2,18
183,70
2,18
183,70
H2SO4
28,83
2828,15
5,77
565,63
CaCO3
20,80
2082,17
20,80
2082,17
Al2O3
0,32
32,87
0,32
32,87
CaSO4
0,11
15,47
0,11
15,47
Fe2O3
0,30
48,34
0,30
48,34
CaSO4.2H2O
168,32
28979,95
168,32
28979,95
Total
917,34
46766,33
338,03
34482,96
kg
556,24
10020,84
23,07
2262,52
579,31
12283,37
CO2
Total ( kg)
46766,33
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
46766,33
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun

digilib.uns.ac.id
38
Dryer
Tabel 2.8. Neraca Massa Dryer
Masuk
Arus 7
Senyawa
kmol
H2O
Keluar
Arus 9
kg
kmol
Arus 10
kg
kmol
132,11
2379,95
5,48
537,35
137,59
2917,30
139,06
2505,21
6,95
125,26
SiO2
1,16
69,61
1,16
69,61
MgCO3
2,18
183,70
2,18
183,70
H2SO4
5,77
565,63
0,29
28,28
CaCO3
20,80
2082,17
20,80
2082,17
Al2O3
0,32
32,87
0,32
32,87
CaSO4
0,11
15,47
0,11
15,47
Fe2O3
0,30
48,34
0,30
48,34
CaSO4.2H2O
168,32
28979,95
173,11
28979,95
Total
338,03
34482,97
200,44
31565,67
kg
CO2
Total ( kg )
34482,97
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
34482,97
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
39
2.4.2. Neraca Panas
Basis
: 1 jam operasi
Satuan
: kkal/jam

Mixer
Tabel 2.9. Neraca Panas Mixer
Masuk (kkal/jam)
33.511,96 Arus 4
Arus 2
269.204,99
113.373,32 Q pelarutan
Arus 3
337.404,93
1.845.922,92
Arus 8
Q pendingin
Total

Keluar (kkal/jam)
-1.386.198,27
606.609,92
606.609,92
Reaktor
Tabel 2.10. Neraca Panas Reaktor
Masuk (kkal/jam)
Q umpan
Keluar (kkal/jam)
-269.204,99 Q produk
825.566,81
Q pendingin
-3.331.883,52 Q reaksi
-4.400.746,79
Total
-3.575.179,98
-3.575.179,98
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun

digilib.uns.ac.id
40
Filter
Tabel 2.11. Neraca Panas Filter
Masuk (kkal/jam)
Arus 6
Keluar (kkal/jam)
608016,96 Arus 7,Cake
Arus 8,Filtrat
Total

608016,96
579566,74
28450,22
608016,96
Dryer
Tabel 2.12. Neraca Panas Dryer
Masuk (kkal/jam)
Arus 7
Udara masuk
Keluar (kkal/jam)
465712,32 Arus 9
5692330,14 Arus 10
Udara keluar
Q Loss
Total
6158042,46
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
473006,32
5517,98
5707835,69
-28317,53
6158042,46
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
2.5.
digilib.uns.ac.id
41
Lay Out Pabrik dan Peralatan
Tata letak pabrik berhubungan dengan segala proses perencanaan dan
pengaturan letak daripada mesin, peralatan, aliran bahan dan pekerja di masingmasing wilayah kerja yang ada. Tata letak pabrik yang baik dari segala fasilitas
produksi dalam suatu pabrik adalah dasar dalam membuat operasi kerja menjadi
lebih efektif dan efisien. Secara umum pengaturan dari semua fasilitas produksi
ini direncanakan sehingga akan diperoleh :
a) Minimum transportasi dan pemindahan proses
b) Minimum pemakaian area tanah.
c) Pola aliran produksi yang terbaik
d) Fleksibilitas untuk menghadapi kemungkinan ekspansi ke depan.
2.5.1 Lay Out Pabrik
Tata letak pabrik merupakan suatu pengaturan yang optimal dari
seperangkat fasilitas-fasilitas dalam pabrik. Tata letak yang tepat sangat penting
untuk mendapatkan efisiensi, keselamatan, dan kelancaran kerja para pekerja serta
keselamatan proses.
Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus
diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik adalah :
1. Pabrik gipsum ini merupakan pabrik baru (bukan pengembangan),
sehingga penentuan lay out tidak dibatasi oleh bangunan yang ada.
2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa
depan.
Bab II Deskripsi Proses
commit to user
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
42
3. Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan
ledakan, maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber
api, bahan panas, dan dari bahan yang mudah meledak, juga jauh dari
asap atau gas beracun.
4. Sistem kontruksi yang direncanakan adalah out door untuk menekan
biaya bangunan dan gedung, dan juga karena iklim Indonesia
memungkinkan konstruksi secara out door.
5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian dan
pengaturan ruangan atau lahan.
(Vilbrant, 1959)
Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu :
a. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol
Merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur
kelancaran operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat
pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses
serta produk yang dijual.
b. Daerah proses
Merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses
berlangsung.
c. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk.
Merupakan daerah untuk tangki bahan baku dan produk.
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
43
d. Daerah gudang, bengkel dan garasi.
Merupakan daerah untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan
oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.
e. Daerah utilitas
Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung
proses berlangsung dipusatkan.
(Vilbrant, 1959)
Tabel 2.13. Perincian luas tanah pabrik
Luas ( m2 )
No Area
1
Pos Keamanan
150
2
Jalan, dan taman
5400
3
Kantor Administrasi
1200
4
Laboratorium
450
5
Poliklinik
225
6
Masjid
265
7
Kantin
300
8
Bengkel dan Perlengkapan
400
9
Packaging dan Gudang
700
10
Daerah Proses
3560
11
Perluasan Pabrik
3900
12
Utilitas
2115
13
Pemadam
480
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
44
Luas ( m2 )
No Area
14
Parkir
910
15
Ruang kontrol
200
16
Ruang Generator
300
17
Garasi
445
Total luas tanah
21000
Taman
Plant utilities
gudang
Fire
station
pos
Jembatan
timbang
Garasi
Expansion area
Bengkel dan
perlengkapan
Plant area
laboratorium
taman
Area perkantoran
Taman
parkir
Taman
Masjid
Kantin
Parkir
klinik
pos
Exit
Gambar 2.3. Layout Pabrik Gipsum
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Entrance
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
45
2.5.2 Lay Out Peralatan .
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan
proses pada Pabrik Gipsum, antara lain :
1. Aliran bahan baku dan produk
Pengaliran bahan baku dan produk yang tepat akan memberikan
keuntungan ekonomi yang besar serta menunjang kelancaran dan
keamanan produksi.
2. Aliran udara
Aliran udara di dalam dan di sekitar area proses perlu diperhatikan
kelancarannya. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya
stagnasi udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi
bahan kimia yang dapat mengancam keselamatan pekerja.
3. Cahaya
Penerangan seluruh pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat
proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan
tambahan.
4. Lalu lintas manusia
Dalam perancangan lay out pabrik perlu diperhatikan agar pekerja
dapat mencapai seluruh alat proses dangan cepat dan mudah. Hal ini
bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera
diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalani tugasnya juga
diprioritaskan.
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
46
5. Pertimbangan ekonomi
Dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya
operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik.
6. Jarak antar alat proses
Untuk alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi
sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila
terjadi ledakan atau kebakaran pada alat tersebut maka kerusakan dapat
diminimalkan.
(Vilbrant, 1959)
Tata letak alat-alat proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga :
-
Kelancaran proses produksi dapat terjamin
-
Dapat mengefektifkan luas lahan yang tersedia
-
Karyawan mendapat kepuasan kerja agar dapat meningkatkan
produktifitas kerja disamping keamanan yang terjadi
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
47
TP-01
S
TP-02
TP-02
G
TP-01
S
TP-02
TP-02
CR
R
M
RDVF
RD
Keterangan :
TP-01
: Tangki penyimpan asam sulfat
TP-02
: Tangki penyimpan air
G
: Gudang
S
: Silo
M
: Mixer
R
: Reaktor
RDVF
: Rotary Drum Vacum Filter
RD
: Rotary Dryer
CR
: Controll Room
Gambar 2.4. Tata Letak Peralatan Proses
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
49
digilib.uns.ac.id
BAB III
SPESIFIKASI PERALATAN PROSES
3.1.
Alat Utama
3.1.1. Reaktor
Kode
:R
Fungsi
: Tempat berlangsungnya reaksi antara CaCO3
(Batuan Kapur) dengan H2SO4 (Asam sulfat)
membentuk CaSO4.2 H2O (Kalsium sulfat
dihidrat) dan CO2 (Karbondioksida)
Tipe
: Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
Bahan
: Carbon Steel SA 283 Grade C
Kondisi Operasi
Suhu
: 93,3 °C
Tekanan
: 1 atm
Jumlah
: 1 buah
Waktu tinggal
: 10 menit
Dimensi Reaktor
Diameter
: 2,1014 m
Tinggi
: 2,1014 m
Tebal Shell
: 0,0048 m
Head dan Bottom
Tipe
: Torispherical Dished Head
Tebal
: 0,0079 m
Tinggi
: 0,4130 m
Tinggi total reaktor
: 2,9273 m
Pengaduk
Jenis
commit
to user With 6 Flat Blade
: Turbine
Impeller
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Diameter
: 0,7006 m
Lebar blade
: 0,1401 m
Lebar baffle
: 0,3573 m
Daya
: 21 HP
50
digilib.uns.ac.id
Koil pendingin
Pendingim
: Air
Suhu masuk
: 30˚C
Suhu keluar
: 50˚C
Jumlah
: 22 putaran
Pipa Koil
IPS
: 1,5
in = 0,0381 m
OD
: 1,9
in = 0,0483 m
SN
: 40
ID
: 12,75 in = 0,5398 m
Susunan koil
: Helix
Tinggi koil
: 1,9617 m
Volume koil
: 4,5814 m3
Konstruksi
: Stainless steel SA -167 Grade 11 type 316
( 18 Cr-10 Ni-2Mo)
3.1.2. Mixer
Kode
:M
Fungsi
: Membuat larutan H2SO4 encer 50% berat
Jenis
: Tangki silinder tegak dengan bentuk atap dan
dasarnya torispherical dan dilengkapi dengan
pengaduk
Jumlah
: 1 Buah
Volume
: 8,1419
m3 to user
commit
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Bahan
51
digilib.uns.ac.id
: Stainless Steel SA 167 Grade 11 Tipe 316
Kondisi
Suhu
: 30 °C
Tekanan
: 1 atm
Dimensi
Diameter
: 1,7010 m
Tinggi
: 3,4020 m
Tebal Shell
: 0,0048 m
Tebal Head
: 0,0064 m
Tinggi Head : 0,3118 m
Tinggi Total : 4,0255 m
Pengaduk
Tipe
: Turbine Impeller With 6 Flat Blade
Diameter
: 0,5670 m
Kecepatan
: 199,0336 rpm
Power
: 30 hp
Koil pendingin
Pendingin
: air
Suhu masuk
: 30˚C
Suhu keluar
: 50˚C
Jumlah
: 28 putaran
Pipa Koil
IPS
: 1,5
in
OD
: 1,9
in = 0,0483 m
SN
: 40commit to user
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
52
digilib.uns.ac.id
ID
: 1,61 in = 0,0409 m
Susunan koil
: Helix
Tinggi koil
: 1,3528 m
Volume koil
: 2,5693 m3
Konstruksi
: Stainless steel SA -167 Grade 11 type 316
( 18 Cr-10 Ni-2Mo)
3.1.3. Filter
Kode
: RDVF
Fungsi
: Untuk memisahkan padatan gipsum dengan
larutan asam sulfat dan air.
Tipe
: Rotary Drum Vacuum Filter
Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA 283 Grade C
Jumlah
: 1 buah
Kondisi Operasi
Suhu
: 93,3 °C
Tekanan
: 1 atm
Dimensi
Diameter
: 3,3146 m
Panjang
: 6,6291 m
Rpm
: 0,7573 Rpm
Jumlah putaran
: 46 siklus per jam
Power Motor
: 30 HP
commit to user
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
53
digilib.uns.ac.id
3.1.4. Dryer
Kode
: RD
Fungsi
: Mengurangi kandungan air dalam Gipsum.
Tipe
: Direct contact counter current Rotary Dryer
Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA – 283 Grade C
Jumlah
: 1 buah
Kondisi operasi
Suhu bahan masuk
: 93,33 oC
Suhu udara masuk
: 177
o
Suhu bahan keluar
: 97,5
o
Suhu udara keluar
: 100,2 oC
Diameter
: 2,42
Panjang
: 12,26 m
Tebal shell
: 0,0064 m
C
C
m
commit to user
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
3.2.
54
digilib.uns.ac.id
Alat Pendukung
3.2.1. Tangki Penyimpan Bahan Baku
Tabel 3.1 Spesifikasi Tangki Penyimpanan bahan Baku
Kode
TP-01
TP-02
Fungsi
Menyimpan bahan baku
Menyimpan bahan baku
asam sulfat untuk masa
air proses untuk 14 hari
produksi selama 14 hari .
penyimpanan .
Tipe
Silinder tegak (vertical Silinder tegak (vertical
cylinder) dengan dasar cylinder) dengan dasar
datar (flat bottom) dan datar (flat bottom) dan
bagian atas conical roof.
bagian atas conical roof.
Jumlah
4 buah
2 buah
Waktu Penyimpanan
14 Hari
14 Hari
Bahan konstruksi
Carbon Steel SA 283 Carbon Steel SA 283
Grade C
Volume Tangki
Penyimpanan
Grade C
3115,7733 m3
1850,5767 m3
12463,0933 m3
3701,1538 m3
Kondisi operasi :

Suhu
30 0C
30 0C

Tekanan
1 atm
1 atm
Dimensi

Diameter
21,3363 m
commit to user
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
18,2882 m
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
55
digilib.uns.ac.id

Tinggi
9,1441 m
7,3153 m

Tinggi head
6,1592 m
5,3278 m

Tinggi total
15,3034 m
12,6431 m
5 buah
4 buah
Jumlah Course
Tebal Course

Course 1
0,0095 m
0,0096 m

Course 2
0,0095 m
0,0064 m

Course 3
0,0064 m
0,0064 m

Course 4
0,0064 m
0,0064 m

Course 5
0,0048 m
Tebal head
0,0191 m
0,00096 m
3.2.2. Heater
Kode
:
HE
Fungsi
:
Untuk memanaskan udara sebagai media pemanas
dryer.
Tipe
:
Shell and Tube 1 – 2 Counter Current
Jumlah
:
1 buah
Luas Transfer Panas
:
3117.85 ft2
Beban Panas
:
2,1349.107 KJ/jam
Media Pemanas
:
Steam
Bahan konstruksi
commit to user
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun

Tube
:
Cast Steel

Shell
:
Carbon Steel SA 283 Grade C
56
digilib.uns.ac.id
Spesifikasi Tube

OD Tube
:
0,0191 m

ID Tube
:
0,0166 m

BWG
:
18

Susunan
:
Triangular Pitch, Pt = 1 in

Passes
:
2

Panjang Tube
:
4,8768 m
Spesifikasi Shell
ID Shell
0,9398
: m
Baffle Spacing
0,4699
: m
Passes
1
:
3.2.3. Belt Conveyor
Kode
: BC
Fungsi
: Mengangkut batuan kapur dari gudang untuk
diumpankan ke reaktor
Tipe
: Closed Belt Conveyor
Jumlah
: 1 buah
Panjang
:3m
Kecepatan belt
: 60,4277 ft/mnt
Tenaga motor
: 0,5commit
Hp to user
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
57
digilib.uns.ac.id
Bahan
Idler
: Carbon Steel SA 283 Grade C
Belt
: karet
Casing
: Carbon Steel SA 283 Grade C
3.2.4. Blower
Kode
:
BL
Fungsi
:
Mengalirkan udara yang akan dipakai
sebagai udara pemanas dalam dryer
Tipe
:
Centrifugal blower
Jumlah
:
1 buah
Kondisis operasi

Suhu
:
35 oC

Tekanan
:
1 atm
:
32 Hp
Tenaga motor
3.2.5. Hopper
Tabel 3.2 Spesifikasi Hopper
Kode
H-01
H-02
Fungsi
Tempat menampung
Tempat menampung cake
batuan kapur sebelum
dari filter sebelum
diumpankan reaktor
diumpankan ke dryer
commit to user
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
58
digilib.uns.ac.id
Kode
H-01
H-02
Tipe
Tangki silinder dengan
Tangki silinder dengan
conical bottom
conical bottom
Jumlah
1 buah
1 buah
Bahan Konstruksi
Carbon steel SA-283
Carbon steel SA-283
grade C
grade C
Kondisi Operasi

Suhu
93,3 oC
93,3 oC

Tekanan
1 atm
1 atm
 Diameter Silinder
2,1173 m
2,7773 m
 Tinggi Total
2,4969 m
3,2778 m
 Tinggi Conical 1
0,2316 m
0,8018 m
 Tinggi Conical 2
0,6113 m
0,3012 m
 Diameter Conical 1
0,7058 m
0,9257 m
 Tebal Shell
0,0064 m
0,0064 m
 Tebal Head
0,0064 m
0,0064 m
 Tebal Bottom
0,0064 m
0,0064 m
Dimensi
3.2.6. Screener
Kode
: SC
Fungsi
: Menyeragamkan ukuran produk (50 mikron)
Kondisi operasi,
to user
: P commit
= 1 atm
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
T
59
digilib.uns.ac.id
= 81,3 °C
Jenis
: Vibrating Screen Single Deck
Kapasitas
: 31,5657 ton/jam
Luas ayakan
: 47,7906 ft2
Tenaga
: 21 HP
Material
: Carbon Steel SA 283 Grade C
3.2.7. Silo Penyimpanan Gipsum (CaSO4.2H2O)
Kode
:S
Tugas
: Menyimpan produk gipsum selama 7 hari
Jumlah
: 2 Buah
Kapasitas
: 48267,53 ft3 = 1366,83 m3
Kondisi penyimpanan
Tekanan
: 1 atm
Suhu
: 30˚C
Dimensi:
Diameter
: 33,7726 ft = 10,2940 m
Tinggi
: 80,0734 ft = 24,4067 m
Tebal shell : 0,5 in
Tebal head : 0,5 in3.2.17. Pompa-01
commit to user
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
83
3.2.8. Screw Conveyor
Tabel 3.3 Spesifikasi Screw conveyor
Kode
SC-01
SC-02
Fungsi
Mengumpankan batuan kapur ke Reaktor
Mengumpankan cake dari filter ke dryer
Jumlah
1 buah
1 buah
Panjang
3,0480 m
3,048 m
Diameter of flight
0,2540 m
0,254 m
Diameter of pipe
0,0635 m
0,0635 m
Diameter of shaft
0,0508 m
0,0508 m
Tenaga motor
1 Hp
2 Hp
Kecepatan
55 rpm
80 rpm
Bahan
Carbon Steel SA 283 Grade C
Carbon Steel SA 283 Grade C
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
84
3.2.9. Bucket Elevator
Tabel 3.4 Spesifikasi Bucket Elevator
Kode
BE-01
BE-02
BE-03
Tugas
Mengangkut batuan kapur dari Mengangkut cake dari screw Mengangkut produk gipsum
belt conveyor ke Hopper-01
feeder ke Hopper-02
dari dryer ke silo
Tipe
Continuous bucket elevator
Continuous bucket elevator
Continuous bucket elevator
Jumlah
1 buah
1 buah
1 buah
Kecepatan bucket
82,8723 ft/menit
147,7840 ft/menit
135,281 ft/menit
Tenaga motor
2 Hp
3 Hp
3 Hp
Ukuran bucket
8 x 5,5 x 7,75 in
8 x 5,5 x 7,75 in
8 x 5,5 x 7,75 in
Bahan : - Belt
Karet
Karet
Karet
Carbon Steel SA 283 Grade C
Carbon Steel SA 283 Grade C
Carbon Steel SA 283 Grade C
-
Bucket & Casing
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
85
3.2.10. Pompa
Tabel 3.5 Spesifikasi pompa
Kode
P-01
P-02
Tugas
Mengalirkan asam
P-03
P-04
P-05
Mengalirkan air dari Mengalirkan asam
Mengalirkan produk
Mengalirkan asam
sulfat dari tangki
tangki penyimpanan
sulfat dari mixer ke
slurry dari reaktor
sulfat dari filter ke
penyimpanan ke
ke mixer
reaktor.
ke filter
mixer
Single stage
Single stage
Single stage
Agigated
Single stage
centrifugal pump
centrifugal pump
centrifugal pump
centrifugal slurry
centrifugal pump
mixer
Jenis
pump
Jumlah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
Kapasitas
12,7780 gpm
23,1795 gpm
150,8203 gpm
125,3845 gpm
58,6317 gpm
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
86
Kode
P-01
P-02
P-03
P-04
P-05
Power pompa
0,5 HP
0,5 HP
1,5 HP
60 HP
0,75 HP
Power motor
0,75 HP
0,75 HP
2 HP
67 HP
1 HP
NPSH required
1,5515 ft
2,3077 ft
11,2443 ft
5,9894 ft
NPSH available
34,74 ft
46,21
29,3663 ft
36,3972 ft
 Nominal Size
1,5 in
2 in
5 in
3 in
2,5 in
 Schedule
40
40
40
40
5S
 ID
1,38 in
2,067 in
5,047 in
3,068 in
2,709 in
 OD
1,66 in
2,38 in
5,56 in
3,5
2,88 in
ft
Pipa :
Number
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
in
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
64
BAB IV
UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
4.1
Unit Pendukung Proses
Unit pendukung proses atau sering disebut unit utilitas merupakan bagian
yang penting untuk menunjang berlangsungnya proses dalam suatu pabrik. Unit
pendukung proses meliputi : unit pengadaan air, unit pengadaan steam, unit
pengadaan udara tekan, unit pengadaan listrik, unit pengadaan bahan bakar.
Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik gipsum adalah :
1. Unit pengadaan air
Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan
air sebagai berikut :
a. Air proses
b. Air pendingin
c. Air umpan boiler
d. Air konsumsi umum dan sanitasi
2. Unit pengadaan steam
Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam untuk memanaskan
udara. Udara panas digunakan sebagai pemanas di dryer ( RD ) dan heat
exchanger.
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
65
3. Unit pengadaan udara tekan
Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan
instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel dan untuk
kebutuhan umum yang lain.
4. Unit pengadaan listrik
Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk
peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan-peralatan elektronik
atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Lisrik di-supply dari PLN dan
dari generator sebagai cadangan bila listrik dari PLN mengalami gangguan.
5. Unit pengadaan bahan bakar
Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan boiler dan
generator.
4.1.1. Unit Pengadaan Air
Air yang digunakan adalah air sungai yang diperoleh dari Sungai bawah tanah
di Gua Ngerong, Desa Rengel, Tuban yang tidak jauh dari lokasi pabrik. Untuk
menghindari fouling yang terjadi pada alat-alat penukar panas maka perlu diadakan
pengolahan air sungai. Pengolahan dilakukan secara fisis dan kimia. Pengolahan
tersebut antara lain meliputi screening, pengendapan, penggumpalan, klorinasi,
demineralisasi, dan deaerasi. Diagram alir dari pengolahan air sungai dapat dilihat
pada gambar 4.1
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
66
TU-01
PU-04
TU-05
Chlorine
TU-02
TU-04
PU-03
CL
FLO
PU-01
BU-01
PU-02
BU- 02
Blow Down FILTER
PU-05
PU-06
Air rumah
tangga
sanitasi
Air proses
air pendingin
NaH2PO4
PAP-01
KE
Hidrazine
AE
TU-06
PU-07
PU-08
DEAERATOR
TU-07
PU-10
PU-09
Umpan boiler
steam
Gambar 4.1 Diagram Alir Pengolahan Air Sungai
Keterangan :
AE
: Anion Exchanger
BU
: Bak Utilitas
CL
: Clarifier
KE
: Kation Exchanger
PU
: Pompa Utilitas
TU
: Tangki Utilitas
FLO
: Tangki Flokulator
Air sungai dialirkan dari sungai ke kolam penampungan dengan
menggunakan pompa. Sebelum masuk pompa, air dilewatkan pada traveling screen
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
67
untuk menyaring partikel dengan ukuran besar. Pencucian dilakukan secara kontinyu.
Setelah dipompa kemudian dialirkan ke strainer yang mempunyai saringan stainless
steel 0,4 mm dan mengalami pencucian balik secara periodik. Air sungai kemudian
dialirkan ke flokulator. Di dalam flokulator ditambahkan larutan tawas 5%, larutan
kapur 5%. Dari flokulator air sungai kemudian dialirkan ke dalam clarifier untuk
mengendapkan gumpalan partikel-partikel halus. Endapan kemudian dikeluarkan
sebagai blowdown, melalui bagian bawah clarifier. Air sungai kemudian dialirkan ke
saringan pasir untuk menghilangkan partikel-partikel yang masih lolos di clarifier.
Air sungai yang sudah bersih kemudian dialirkan ke bak penampung air bersih. Dari
bak penampung air bersih sebagian dipompa ke kation exchanger yang berfungsi
untuk menukar ion-ion positif/kation (Ca2+, Mg2+, K+, Fe2+, Al3+) yang ada di air
umpan. Alat ini sering disebut softener yang mengandung resin jenis hydrogenzeolite dimana kation-kation dalam umpan akan ditukar dengan ion H+ yang ada pada
resin. Akibat tertukarnya ion H+ dari kation-kation yang ada dalam air umpan, maka
air keluaran kation exchanger mempunyai pH rendah (3,7) dan Free Acid Material
(FMA) yaitu CaCO3 sekitar 12 ppm. FMA merupakan salah satu parameter untuk
mengukur tingkat kejenuhan resin. Pada operasi normal FMA stabil sekitar 12 ppm,
apabila FMA turun berarti resin telah jenuh sehingga perlu diregenerasi dengan
H2SO4 dengan konsentrasi 4%.
Air keluaran kation exchanger kemudian diumpankan ke anion exchanger.
Anion exchanger berfungsi sebagai alat penukar anion-anion (HCO3-, SO42-, Cl-,
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
68
NO3+, dan CO3-) yang terdapat di dalam air umpan. Di dalam anion exchanger
mengandung resin jenis Weakly Basic Anion Exchanger (WBAE) dimana anion-anion
dalam air umpan ditukar dengan ion OH- dari asam-asam yang terkandung di dalam
umpan exchanger menjadi bebas dan berkaitan dengan OH- yang lepas dari resin
yang mengakibatkan terjadinya netralisasi sehingga pH air keluar anion exchanger
kembali normal dan ada penambahan konsentrasi OH- sehingga pH akan cenderung
basa. Batasan yang diijinkan pH (8,8-9,1), kandungan Na+ = 0,08-2,5 ppm.
Kandungan silika pada air keluaran anion exchanger merupakan titik tolak bahwa
resin telah jenuh (12 ppm). Resin digenerasi menggunakan larutan NaOH 4%. Air
keluaran cation dan anion exchanger ditampung dalam tangki air demineralisasi
sebagai penyimpan sementara sebelum dipakai sebagai air pendingin dan sebelum
diproses lebih lanjut di unit deaerator
Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung sedikit gas-gas
terlarut terutama O2. Gas tersebut dihilangkan dari unit deaerator karena
menyebabkan korosi. Pada deaerator kadarnya diturunkan sampai kurang dari 5 ppm.
Proses pengurangan gas-gas dalam unit deaerator dilakukan secara mekanis dan
kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan cara mengontakkan air umpan boiler
dengan uap tekanan rendah, mengakibatkan sebagian besar gas terlarut dalam air
umpan terlepas dan dikeluarkan ke atmosfer. Selanjutnya dilakukan proses kimiawi
dengan penambahan bahan kimia hidrazin (N2H4). Adapun reaksi yang terjadi adalah:
N2H4 (aq) + O2 (g)
N2 (g) + 2 H2O (l)
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
69
4.1.1.1 Air proses
Air proses yang digunakan adalah air sungai yang diperoleh dari Sungai
bawah tanah di Gua Ngerong, Desa Rengel, Tuban yang tidak jauh dari lokasi pabrik.
Alasan digunakannya air sungai sebagai air proses adalah karena faktor-faktor
sebagai berikut :
a. Air sungai dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah.
b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.
Air proses ini digunakan sebagai pelarut pada mixer, sebagai air pencuci pada
rotary drum vacuum filter. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air
sungai sebagai air proses adalah :
a. Partikel-partikel besar/makroba (makhluk hidup sungai dan konstituen
lain).
b. Partikel-partikel kecil/mikroba (ganggang dan mikroorganisme sungai).
Kebutuhan air proses dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Kebutuhan air proses
No
Kode Alat
Nama Alat
1
M
Mixer
8974,5396
2
RDVF
Rotary DrumVacuum Filter
224,2000
Jumlah
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Kebutuhan ( kg/jam )
9198,7396 kg/jam
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Total kebutuhan air proses
= 9198,7396 kg/jam
Densitas air pada 30oC adalah
= 994,3965 kg/m3
70
(Geankoplis, 2003)
4.1.1.2 Air Pendingin
Air pendingin yang digunakan adalah air sungai yang diperoleh dari Sungai
bawah tanah di Gua Ngerong, Desa Rengel, Tuban yang lokasinya tidak jauh dari
lokasi pabrik. Alasan digunakannya air sungai sebagai media pendingin adalah karena
faktor-faktor sebagai berikut :
a. Air sungai dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah.
b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air sungai sebagai
pendingin adalah partikel-partikel besar/makroba dan partikel-partikel kecil/mikroba
sungai yang dapat menyebabkan fouling pada alat-alat proses. Adapun persyaratan air
yang akan digunakan sebagai pendingin adalah :
•
Kekeruhan maksimal 3 ppm
•
Bukan air sadah
•
Bebas bakteri
•
Bebas mineral
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
71
Kebutuhan air pendingin dapat dilihat pada tabel 4.2.
Tabel 4.2 Kebutuhan air pendingin
No.
Alat
Kebutuhan ( kg/jam )
1
Reaktor
2
Mixer
Total
163.542,5966
2834,6857
166.377,2823 kg/jam
Jumlah air yang digunakan adalah sebesar 166.377,2823 kg/jam. Jumlah air
ini hanya pada awal start up pabrik. Untuk kebutuhan selanjutnya hanya
menggunakan air make up saja. Jumlah air untuk keperluan make up air pendingin
sebesar 16.637,7282 kg/jam.
4.1.1.3. Air Umpan Boiler
Untuk kebutuhan air umpan boiler, sumber air yang digunakan adalah Sungai
bawah tanah di Gua Ngerong, Desa Rengel, Tuban. Beberapa hal yang harus
diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah sebagai berikut :
a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi
Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung
larutan - larutan asam dan gas - gas yang terlarut.
b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale forming)
Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi,
yang biasanya berupa garam - garam karbonat dan silikat.
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
72
c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming)
Air yang diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada
boiler dan alat penukar panas karena adanya zat - zat organik, anorganik, dan
zat - zat yang tidak larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi pada
alkalinitas tinggi.
Pengolahan air umpan boiler
Air yang berasal dari sungai belum memenuhi persyaratan untuk digunakan
sebagai umpan boiler, sehingga harus menjalani proses pengolahan terlebih dahulu.
Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan tertentu agar tidak menimbulkan
masalah-masalah seperti :
 Pembentukan kerak pada boiler
 Terjadinya korosi pada boiler
 Pembentukan busa di atas permukaan dalam drum boiler
Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi :
1.
Kation Exchanger
Kation exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion positif yang terlarut dalam
air lunak. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi tumpukan butir-butir resin
penukar ion. Resin yang digunakan adalah jenis C-300 dengan notasi RH2.
Adapun reaksi yang terjadi dalam kation exchanger adalah:
2NaCl + RH2 --------> RNa2 + 2 HCl
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
(4.1)
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
73
CaCO3 + RH2 --------> RCa + H2CO3
(4.2)
BaCl2
(4.3)
+ RH2 --------> RBa + 2 HCl
Apabila resin sudah jenuh maka pencucian dilakukan dengan menggunakan
larutan H2SO4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah:
2.
RNa2 + H2SO4 --------> RH2 + Na2SO4
(4.4)
RCa + H2SO4 --------> RH2 + CaSO4
(4.5)
RBa + H2SO4 --------> RH2 + BaSO4
(4.6)
Anion Exchanger
Alat ini hampir sama dengan kation exchanger namun memiliki fungsi yang
berbeda yaitu mengikat ion-ion negatif yang ada dalam air lunak. Dan resin yang
digunakan adalah jenis C - 500P dengan notasi R(OH)2. Reaksi yang terjadi di
dalam anion exchanger adalah:
R(OH)2 + 2 HCl --------> RCl2 + 2 H2O
(4.7)
R(OH)2 + H2SO4 --------> RSO4 + 2 H2O
(4.8)
R(OH)2 + H2CO3 --------> RCO3 + 2 H2O
(4.9)
Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%. Reaksi yang
terjadi saat regenerasi adalah:
RCl2 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 NaCl
(4.10)
RSO4 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 Na2SO4
(4.11)
RCO3 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 Na2CO3
(4.12)
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
3.
74
Deaerasi
Merupakan proses penghilangan gas - gas terlarut, terutama oksigen dan karbon
dioksida dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen terlarut dapat
merusak baja. Gas – gas ini kemudian dibuang ke atmosfer.
4.
Tangki Umpan Boiler
Unit ini berfungsi menampung air umpan boiler dengan waktu tinggal 24 jam.
Ke dalam tangki ini ditambahkan bahan-bahan yang dapat mencegah korosi dan
kerak, antara lain:
a.
Hidrazin (N2H4)
Zat ini berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa gas terlarut terutama gas
oksigen sehingga dapat mencegah korosi pada boiler. Adapun reaksi yang
terjadi adalah:
N2H4 (aq) + O2 (g)
b.
N2 (g) + 2 H2O (l)
(4.13)
NaH2PO4
Zat ini berfungsi untuk mencegah timbulnya kerak. Reaksi yang terjadi
adalah:
2 NaH2PO4 + 4 NaOH + 3 CaCO3
Ca3(PO4)2 + 3 Na2CO3 + 4 H2O (4.14)
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
75
Kebutuhan steam dapat dilihat pada tabel 4.3.
Tabel 4.3 Kebutuhan Air untuk Steam
No. Alat
1.
Kebutuhan ( kg/jam )
Heater
11.005,8355
Total
11.005,8355 kg/jam
Jumlah air yang digunakan adalah sebesar 11.005,8355 kg/jam. Jumlah air ini
hanya pada awal start up pabrik. Untuk kebutuhan selanjutnya hanya menggunakan
air make up saja. Jumlah air untuk keperluan make up air umpan boiler sebesar
2.201,1671 kg/jam.
4.1.1.4 Air konsumsi umum dan sanitasi
Sumber air untuk keperluan konsumsi dan sanitasi juga berasal dari air sungai.
Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor,
perumahan, dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi beberapa
syarat, yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis.
Syarat fisik :
a. Suhu di bawah suhu udara luar
b. Warna jernih
c. Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
76
Syarat kimia :
a. Tidak mengandung zat organik
b. Tidak beracun
Syarat bakteriologis :
Tidak mengandung bakteri – bakteri, terutama bakteri yang pathogen.
Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi dapat dilihat pada tabel 4.4.
Tabel 4.4 Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi
No
Nama Unit
Kebutuhan ( kg/hari)
1.
Perkantoran
8.150
2.
Laboratorium
1.600
3.
Kantin
3.000
4.
Hidran/Taman
1.295
5.
Poliklinik
800
14.825
kg/hari
Total
617,7083 kg/jam
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
77
Total Kebutuhan air sungai yang harus disediakan dapat dilihat pada tabel 4.5.
Tabel 4.5 Total Kebutuhan air sungai yang harus disediakan
No
Kebutuhan
Jumlah air (kg/jam)
1.
Air proses
9.198,7396
2.
Make up air pendingin
16.637,736
3.
Make up air umpan boiler
2.201,1671
4.
Air konsumsi dan sanitasi
617,7083
Total
28.655,3433 kg/jam
Untuk keamanan dipakai 10 % lebih, maka :
Total kebutuhan
= 31.520,8776 kg/jam
4.1.2 Unit Pengadaan Steam
Steam yang diproduksi pada pabrik gipsum ini digunakan sebagai media
pemanas mixer dan heat exchanger. Untuk memenuhi kebutuhan steam digunakan 1
buah boiler. Steam yang dihasilkan dari boiler ini mempunyai suhu 200 oC dan
tekanan 15,539 atm.
Jumlah steam yang dibutuhkan sebesar 11.005,8355 kg/jam. Untuk menjaga
kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi dan make up blowdown pada
boiler maka, jumlah steam dilebihkan sebanyak 10 %. Jadi jumlah steam yang
dibutuhkan adalah 12.106,419 kg/jam .
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
78
Perancangan boiler :
Dirancang untuk memenuhi kebutuhan steam
Steam yang dihasilkan :
T = 392 °F
P= 225,52 psia
λsteam = 4.537,6412 BTU/lbm
Untuk tekanan > 200 psia, digunakan boiler jenis water tube boiler.
• Menentukan luas penampang perpindahan panas
Daya yang diperlukan boiler untuk menghasilkan steam dihitung
dengan
persamaan :
Daya 
ms.(h  hf )
970,3x34,5
Dengan :
ms = massa steam yang dihasilkan
= 37.922,0832 lb/jam
h = entalpi steam pada P dan T tertentu
= 833,3711 BTU/lbm
hf = entalpi umpan (BTU/lbm)
= 259,9208 BTU/lbm
Jadi daya yang dibutuhkan adalah sebesar = 649,6252 HP
ditentukan luas bidang pemanasan
= 12 ft2/HP
Total heating surface
= 7795,5027 ft2
• Perhitungan kapasitas boiler
Q = ms (h – hf)
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
79
= 21.746.431,77 BTU/jam
•
Kebutuhan bahan bakar
Bahan bakar yang digunakan adalah IDO (Industrial Diesel Oil)
Heating value (HV)
= 16.779,0906 BTU/lb
Densitas (ρ)
= 50,5664 lb/ft3
Jumlah bahan bakar IDO untuk memenuhi kebutuhan panas yang ada sebanyak
1134,0238 L/jam
Spesifikasi boiler yang dibutuhkan :
Kode
: B-01
Fungsi
: Memenuhi kebutuhan steam
Jenis
: Water tube boiler
Jumlah
: 1 buah
Tekanan steam
: 225,524 psia (15,5 atm)
Suhu steam
: 392 oF (200 oC)
Efisiensi
: 80 %
Bahan bakar
: IDO
Kebutuhan bahan bakar : 1134,0238 L/jam
4.1.3
Unit Pengadaan Udara Tekan
Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik gipsum ini diperkirakan
sebesar 100 m3/jam, tekanan 100 psi dan suhu 35oC. Alat untuk menyediakan udara
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
80
tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi silica gel untuk
menyerap kandungan air sampai maksimal 84 ppm.
Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan :
Kode
: KU-01
Fungsi
: Memenuhi kebutuhan udara tekan
Jenis
: Single Stage Reciprocating Compressor
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas
: 100 m3/jam
Tekanan suction
: 14,7 psi (1 atm)
Tekanan discharge
: 100 psi (6,8 atm)
Suhu udara
: 35 oC
Efisiensi
: 80 %
Daya kompresor
: 11 HP
4.1.4 Unit Pengadaan Listrik
Kebutuhan tenaga listrik di pabrik gipsum ini dipenuhi oleh PLN dan
generator pabrik. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung
kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLN. Generator yang digunakan
adalah generator arus bolak-balik dengan pertimbangan :
a. Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar
b. Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
81
Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari :
1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
2. Listrik untuk penerangan
3. Listrik untuk AC
4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
5. Listrik untuk alat-alat elektronik
Besarnya kebutuhan listrik masing – masing keperluan di atas dapat
diperkirakan sebagai berikut :
4.1.4.1 Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air dapat
dilihat pada tabel 4.6.
Tabel 4.6
Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas
Nama Alat Jumlah
HP
Total HP
R
1
21
21
RVF
1
30
30
RD
1
39
39
B
1
32
32
P-01
1
0,60
0,6000
P-02
1
0,50
0,50
P-03
1
1,50
1,500
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Nama Alat Jumlah
82
HP
Total HP
P-04
1
60,00
60,000
P-05
1
0,75
0,750
M
1
29
29,00
BC
1
0,50
0,50
BE-01
1
1,50
1,50
BE-02
1
1,50
1,50
BE-03
1
1,50
1,50
SC
1
21,00
21,00
PWT-01
1
0,75
0,75
PWT-02
1
2,00
2,00
PWT-03
1
0,05
0,05
PWT-04
1
0,05
0,05
PWT-05
1
0,75
0,75
PWT-06
1
0,05
0,05
PWT-07
1
0,25
0,25
PWT-08
1
2,00
2,00
PWT-09
1
0,75
0,75
PWT-10
1
0,25
0,25
PU
1
18,00
18,00
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Nama Alat Jumlah
83
HP
Total HP
FL
1
0,50
0,50
FN
2
2,00
4,00
KU
1
11,00
11,00
Total
283,75 HP
Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan utilitas sebesar
283,75 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak terdiskripsikan
sebesar ± 20 % dari total kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik adalah 340,50 HP
atau sebesar 507,82 kW.
4.1.4.2 Listrik untuk penerangan
Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan:
L = a.F/U.D
dengan :
L
: Lumen per outlet
a
: Luas area, ft2
F
: foot candle yang diperlukan
(tabel 13 Perry 6th ed)
U
: Koefisien utilitas
(tabel 16 Perry 6th ed)
D
: Efisiensi lampu
(tabel 16 Perry 6th ed)
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
84
Tabel 4.7 Jumlah Lumen berdasarkan luas bangunan
Bangunan
Luas, m2
Luas, ft2
F
U
D
F/U.D
Pos keamanan
150
1614,55
20
0,42
0,75
63,49
Parkir
910
9794,92
10
0,49
0,75
27,21
Musholla
265
2852,37
20
0,55
0,75
48,48
Kantin
300
3229,09
20
0,51
0,75
52,29
Kantor
1200
12916,38
35
0,6
0,75
77,78
Poliklinik
225
2421,82
20
0,56
0,75
47,62
Ruang kontrol
200
2152,73
40
0,56
0,75
95,24
Laboratorium
450
4843,64
40
0,56
0,75
95,24
Proses
3560
13250,00
30
0,59
0,75
67,80
Utilitas
2115
22765,12
10
0,59
0,75
22,60
Ruang generator
300
3229,09
10
0,51
0,75
26,14
Bengkel
400
4305,46
40
0,51
0,75
104,58
Garasi
445
4789,82
10
0,51
0,75
26,14
Gudang
700
7534,55
10
0,51
0,75
26,14
Pemadam
480
5166,55
20
0,51
0,75
52,29
Jalan dan taman
5400
58123,70
5
0,55
0,75
12,12
Area perluasan
3900
41978,23
5
0,57
0,75
11,70
Jumlah
21000
200968,0
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
85
Jumlah lumen :
•
untuk penerangan dalam ruangan
•
untuk penerangan bagian luar ruangan = 1.195.503,176 lumen
= 5.002.218,956 lumen
Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu
fluorescent 40 Watt dimana satu buah lampu instant starting daylight 40 W
mempunyai 1.920 lumen (Tabel 18 Perry 6th ed.).
Jadi jumlah lampu dalam ruangan
= 5.002.218,956 / 1.920
= 2606 buah
Untuk penerangan bagian luar ruangan digunakan lampu mercury 100 Watt,
dimana lumen output tiap lampu adalah 3.000 lumen (Perry 6th ed.).
Jadi jumlah lampu luar ruangan
= 1.195.503,176 / 3.000
= 399 buah
Total daya penerangan
= ( 40 W x 2606 + 100 W x 399 )
= 144.140 W
= 144,140 kW
4.1.4.3 Listrik untuk AC
Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 15.000 Watt atau 15 kW
4.1.4.4 Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 10.000 Watt atau 10 kW.
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
86
Tabel 4.8 Total kebutuhan listrik pabrik
No.
Kebutuhan Listrik
Tenaga listrik, kW
1.
Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
507,822
2.
Listrik untuk keperluan penerangan
144,140
3.
Listrik untuk AC
15
4.
Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
10
TOTAL
676,962 kW
Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai
efisiensi 80%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output sebesar
846,202 kW.
Dipilih menggunakan generator dengan daya 1000 kW, sehingga masih
tersedia cadangan daya sebesar 153,80 kW.
Spesifikasi generator yang diperlukan :
Jenis
: AC generator
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas / Tegangan
: 1000 kW ; 220/360 Volt
Efisiensi
: 80 %
Bahan bakar
: IDO
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
4.1.5
87
Unit Pengadaan Bahan Bakar
Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi kebutuhan
bahan bakar boiler dan generator. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah IDO
(Industrial Diesel Oil). IDO diperoleh dari Pertamina dan distributornya. Pemilihan
IDO sebagai bahan bakar didasarkan pada alasan :
1. Mudah didapat
2. Lebih ekonomis
3. Mudah dalam penyimpanan
Bahan bakar solar yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Specific gravity
: 0,8124
Heating Value
: 16.779 Btu/lb
Efisiensi bahan bakar
: 80%
Densitas
: 50,5664 lb/ft3
a. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler
Kebutuhan bahan bakar
= 1134,0238 L/jam
b. Kebutuhan bahan bakar untuk generator
Kapasitas generator
= 1000 kW
= 3.412.154,09 Btu/jam
Kebutuhan bahan bakar
= 142,35 L/jam
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
4.2
88
Laboratorium
Laboratorium memiliki peranan sangat besar di dalam suatu pabrik untuk
memperoleh data – data yang diperlukan. Data – data tersebut digunakan untuk
evaluasi unit-unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi, dan untuk pengendalian
mutu.
Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik pada
hakekatnya dilakukan dengan tujuan mengendalikan mutu produk yang dihasilkan
agar sesuai dengan standar yang ditentukan. Pengendalian mutu dilakukan mulai
bahan baku, saat proses berlangsung, dan juga pada hasil atau produk.
Pengendalian rutin dilakukan untuk menjaga agar kualitas dari bahan baku dan
produk yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Dengan
pemeriksaan secara rutin juga dapat diketahui apakah proses berjalan normal atau
menyimpang. Jika diketahui analisa produk tidak sesuai dengan yang diharapkan
maka dengan mudah dapat diketahui atau diatasi.
Laboratorium berada di bawah bidang teknik dan perekayasaan yang
mempunyai tugas pokok antara lain :
a.
Sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas produk
b.
Sebagai pengontrol terhadap proses produksi
c.
Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin, air umpan boiler, dan lainlain yang berkaitan langsung dengan proses produksi
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
89
Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja shift
dan non-shift.
1.
Kelompok shift
Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa – analisa rutin
terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini
menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan
dibagi menjadi 3 shift. Masing – masing shift bekerja selama 8 jam.
2.
Kelompok non-shift
Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa yang
sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagent kimia yang diperlukan di
laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok shift,
kelompok ini melaksanakan tugasnya di laboratorium utama dengan tugas antara
lain :
a.
Menyediakan reagent kimia untuk analisa laboratorium
b.
Melakukan analisa bahan pembuangan penyebab polusi
c.
Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran produksi
Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi :
1.
Laboratorium fisik
2.
Laboratorium analitik
3.
Laboratorium penelitian dan pengembangan
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
4.2.1
90
Laboratorium Fisik
Kerja dan tugas dari laboratorium ini adalah melakukan pemeriksaan dan
pengamatan terhadap semua arus yang berasal dari proses maupun tangki, jadi
pemeriksaan dan pengamatan dilakukan terhadap bahan baku dan produk akhir.
Kerja dan tugas laboratorium ini adalah melakukan analisa terhadap sifat–sifat
fisika dan kandungan kimiawi bahan baku dan produk akhir.
4.2.2
Laboratorium Analitik
Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk
mengenai sifat – sifat kimianya.
Analisa yang dilakukan, yaitu :
•
Analisa bahan baku
Analisa bahan baku batuan kapur yang dilakukan antara lain ; uji kemurnian,
uji ukuran dan uji kadar air. Sedangkan untuk bahan baku asam sulfat
dilakukan beberapa analisa antara lain ; specific gravity, uji kemurnian dan uji
pH.
•
Analisa komposisi produk utama
Jenis analisa yang dilakukan antara lain ; uji kemurnian, uji ukuran dan uji
kadar air.
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
4.2.3
91
Laboratorium Penelitian dan Pengembangan
Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya :
•
Diversifikasi produk
•
Perlindungan terhadap lingkungan
Disamping mengadakan penelitian rutin, laboratorium ini juga mengadakan
penelitian yang sifatnya non rutin, misalnya penelitian terhadap produk di unit
tertentu yang tidak biasanya dilakukan penelitian guna mendapatkan alternatif lain
terhadap penggunaan bahan baku.
Alat analisa penting yang digunakan antara lain :
1. Spektrofotometer Sinar X, untuk memeriksa kandungan pada batuan kapur
dan gipsum.
2. pH meter, untuk mengetahui tingkat keasaman dan kebasaan cairan.
3. Buret, botol timbang dan alat titrasi lainnya, untuk penetapan kadar asam
sulfat.
4. Oven dan botol timbang, untuk penetapan kadar air dalam batuan kapur dan
gipsum .
5. Neraca Analitik, untuk menimbang sampel.
6. Hydrometer, untuk mengukur specific gravity cairan.
7. Termometer, untuk mengukur suhu.
8. Alat Pengayak US Mesh 250 dan 200, untuk analisa ukuran padatan.
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
4.2.4
92
Analisa Air
Air yang dianalisis antara lain:
1. Air baku
2. Air pendingin
3. Air demineralisasi
4. Air umpan boiler
5. Air limbah
Parameter
yang diuji antara lain warna, pH, kandungan Klorin, tingkat
kekeruhan, total kesadahan, jumlah padatan, total alkalinitas, sulfat, silika, dan
konduktivitas air.
Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium analisa air ini antara lain:
1.
pH meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/kebasaan air.
2.
Spektrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu senyawa
terlarut dalam air.
3.
Spectroscopy, digunakan untuk mengetahui kadar silika, hidrazin, turbiditas,
dan kadar sulfat.
4.
Peralatan titrasi, untuk mengetahui jumlah kandungan klorida, kesadahan dan
alkalinitas.
5.
Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang terlarut
dalam air.
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
93
Air umpan boiler yang dihasilkan unit demineralisasi juga diuji oleh
laboratorium ini. Parameter yang diuji antara lain pH, konduktivitas dan kandungan
silikat (SiO2), kandungan Mg2+, Ca2+.
4.3 Unit Pengolahan Limbah
Limbah yang dihasilkan dari pabrik gipsum dapat diklasifikasi :
1. Pengolahan bahan buangan cair
Pengolahan limbah ini didasarkan pada jenis buangannya :
a. Pengolahan air buangan sanitasi
Limbah sanitasi merupakan pembuangan air yang telah dipakai untuk
keperluan kantor dan pabrik lainya seperti pencucian, air masak, dan lain–lain.
Penanganan limbah ini tidak memerlukan hal khusus karena limbah seperti
limbah rumah tangga lainya, air buangan ini tidak mengandung bahan–bahan
kimia yang berbahaya, yang perlu diperhatikan di sini adalah volume buangan
yang diijinkan dan kemana pembuangan air limbah ini dilakukan. Proses
pengolahan dari air limbah sanitasi ini adalah sebagai berikut : semua limbah
sanitasi dari seluruh kawasan pabrik dikumpulkan dan diolah dalam unit
stabilisasi dengan menggunakan lumpur aktif, aerasi dan disinfektan Ca–
hypocloride.
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
94
b. Pengolahan limbah minyak dari pompa
Limbah cair yang mengandung minyak-minyak berasal dari buangan pelumas
pada pompa, dan alat-alat lainnya. Pemisahan dilakukan berdasarkan
perbedaan berat jenisnya. Minyak dialirkan ke tungku pembakaran, sedangkan
air di bagian bawah dialirkan ke penampungan akhir, kemudian di buang.
2. Pengolahan bahan buangan padatan
Limbah padat yang dihasilkan berasal dari limbah domestik, IPAL, dan limbah
padat dari proses. Limbah domestik berupa sampah – sampah dari keperluan
sehari – hari seperti kertas dan plastik, sampah tersebut ditampung di dalam bak
penampungan dan selanjutnya dikirim ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA).
Limbah yang berasal dari IPAL diurug didalam tanah yang dindingnya dilapisi
dengan clay (tanah liat) agar bila limbah yang dipendam termasuk berbahaya
tidak menyebar ke lingkungan sekitarnya.
3. Pengolahan limbah gas
Limbah gas yang berasal dari alat – alat produksi dibuang ke udara melalui stack
yang mempunyai tinggi minimal 4 kali tinggi bangunan, banyaknya limbah gas
yang dibuang dapat diminimalisasi dengan jalan melakukan perawatan yang rutin
terhadap mesin – mesin produksi sehingga pembakarannya sempurna dan dapat
meminimalisasi pencemaran udara.
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
95
BAB V
MANAJEMEN PERUSAHAAN
5.1
Bentuk Perusahaan
Pabrik gipsum yang akan didirikan, direncanakan mempunyai :
Bentuk
: Perseroan Terbatas (PT)
Lapangan Usaha
: Industri gipsum
Lokasi Perusahaan
: Tuban, Jawa Timur
Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor
yaitu :
1. Mudah untuk mendapatkan modal, yaitu dengan menjual saham perusahaan.
2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas, sehingga kelancaran produksi
hanya dipegang oleh pimpinan perusahaan.
3. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik perusahaan
adalah para pemegang saham dan pengurus perusahaan adalah direksi beserta
stafnya yang diawasi oleh dewan komisaris.
4. Kelangsungan Perusahaan lebih terjamin, karena tidak berpengaruh dengan
berhentinya pemegang saham, direksi beserta stafnya atau karyawan
perusahaan.
5. Efisiensi dari manajemen
Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai dewan
komisaris dan direktur utama yang
cukup
cakap dan berpengalaman.
commit
to user
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
96
6. Lapangan usaha lebih luas
Suatu Perseroan Terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari
masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas usaha.
(Widjaja, 2003)
Ciri-ciri Perseroan Terbatas :
1. Perseroan Terbatas didirikan dengan akta dari notaris dengan berdasarkan
Kitab Undang-Undang Hukum Dagang.
2. Besarnya modal ditentukan dalam akta pendirian dan terdiri dari sahamsahamnya.
3. Pemiliknya adalah para pemegang saham.
4. Perseroan Terbatas dipimpin oleh suatu Direksi yang terdiri dari para
pemegang saham.
Pembinaan personalia sepenuhnya diserahkan kepada Direksi dengan
memperhatikan hukum-hukum perburuhan.
5.2
Struktur Organisasi
Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat
menunjang kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan dengan
komunikasi yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya kerjasama yang baik
antar karyawan. Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu
diperhatikan beberapa azas yang dapat dijadikan pedoman, antara lain:
a) Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas
commit to user
b) Tujuan organisasi harus dipahami oleh setiap orang dalam organisasi
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
97
c) Tujuan organisasi harus diterima oleh setiap orang dalam organisasi
d) Adanya kesatuan arah (unity of direction)
e) Adanya kesatuan perintah ( unity of command )
f) Adanya keseimbangan antara wewenang dan tanggung jawab
g) Adanya pembagian tugas (distribution of work)
h) Adanya koordinasi
i) Struktur organisasi disusun sederhana
j) Pola dasar organisasi harus relatif permanen
k) Adanya jaminan jabatan (unity of tenure)
l) Balas jasa yang diberikan kepada setiap orang harus setimpal dengan jasanya
m) Penempatan orang harus sesuai keahliannya
(Zamani, 1998)
Dengan berpedoman pada azas tersebut maka diperoleh struktur organisasi
yang baik yaitu Sistim Line and Staff. Pada sistem ini garis kekuasaan lebih
sederhana dan praktis. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti yang
terdapat dalam sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya
akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja. Untuk kelancaran produksi,
perlu dibentuk staf ahli yang terdiri dari orang-orang yang ahli di bidangnya.
Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat
pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan.
Ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi
garis dan staf ini, yaitu:
Bab V Manajemen Perusahaan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
98
1. Sebagai garis atau lini yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok
organisasi dalam rangka mencapai tujuan.
2. Sebagai staf yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan
keahliannya dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran-saran kepada unit
operasional.
(Zamani, 1998)
Dewan Komisaris mewakili para pemegang saham (pemilik perusahaan)
dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya. Tugas untuk menjalankan perusahaan
dilaksanakan oleh seorang Direktur Utama yang dibantu oleh Direktur Produksi
dan Direktur Keuangan-Umum. Direktur Produksi membawahi bidang produksi
dan teknik, sedangkan direktur keuangan dan umum membawahi bidang
pemasaran, keuangan, dan bagian umum. Kedua direktur ini membawahi
beberapa kepala bagian yang akan bertanggung jawab atas bagian dalam
perusahaan, sebagai bagian dari pendelegasian wewenang dan tanggung jawab.
Masing-masing kepala bagian akan membawahi beberapa seksi dan masingmasing seksi akan membawahi dan mengawasi para karyawan perusahaan pada
masing-masing bidangnya. Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa
kelompok regu yang dipimpin oleh seorang kepala regu dimana setiap kepala regu
akan bertanggung jawab kepada pengawas masing - masing seksi. (Widjaja, 2003)
Manfaat adanya struktur organisasi adalah sebagai berikut :
a. Menjelaskan, membagi, dan membatasi pelaksanaan tugas dan tanggung
jawab setiap orang yang terlibat di dalamnya
commit to user
b. Penempatan tenaga kerja yang tepat
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
99
c. Pengawasan, evaluasi dan pengembangan perusahaan serta manajemen
perusahaan yang lebih efisien.
d. Penyusunan program pengembangan manajemen
e. Menentukan pelatihan yang diperlukan untuk pejabat yang sudah ada
f. Mengatur kembali langkah kerja dan prosedur kerja yang berlaku bila tebukti
kurang lancar.
RUPS
DEWAN KOMISARIS
DIREKTUR UTAMA
Staff Ahli
DIREKTUR
PRODUKSI
Kasi
Penjualan
Kasi
Pemasaran
Kabag
Pemasaran
Kasi
Keamanan
Kasi Humas
Kasi
Personalia
Kabag
Umum
Kasi Pembelian
Kasi Keuangan
Kasi Administrasi
Keuangan
Kabag
Keuangan
Kasi Utilitas
Kasi
Pemeliharaan
Kabag
Teknik
Kasi Safety &
Lingkungan
Staff LITBANG
Kabag
LITBANG
Kasi
Laboratorium
Kasi
pengendalian
Kasi
Proses
Kabag
Produksi
DIREKTUR
KEUANGAN DAN UMUM
KARYAWAN
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Gipsum
5.3 Tugas dan Wewenang
5.3.1
Pemegang Saham
Pemegang saham adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal
untuk kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut.
commit to user
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
100
Kekuasaan tertinggi pada perusahaan yang mempunyai bentuk PT (Perseroan
Terbatas) adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS).
Pada RUPS tersebut, para pemegang saham berwenang:
1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris
2. Mengangkat dan memberhentikan Direktur
3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan
dari perusahaan.
(Widjaja, 2003)
5.3.2
Dewan Komisaris
Dewan komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik
saham sehingga dewan komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik saham.
Tugas-tugas Dewan Komisaris meliputi :
1. Menilai dan menyetujui rencana direksi tentang kebijakan umum, target
perusahaan, alokasi sumber - sumber dana dan pengarahan pemasaran
2. Mengawasi tugas - tugas direksi
3. Membantu direksi dalam tugas - tugas penting
(Widjaja, 2003)
5.3.3
Dewan Direksi
Direksi Utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan
bertanggung jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan. Direktur
utama bertanggung jawab kepada dewan komisaris atas segala tindakan dan
kebijakan yang telah diambil sebagai pimpinan perusahaan. Direktur utama
commit to user
membawahi direktur produksi dan direktur keuangan-umum.
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
101
Tugas direktur umum antara lain :
1. Melaksanakan
kebijakan
perusahaan
dan
mempertanggung
jawabkan
pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada
pemegang saham.
2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan
hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan
konsumen.
3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat
pemegang saham.
4. Mengkoordinir kerja sama antara bagian produksi (direktur produksi) dan
bagian keuangan dan umum (direktur keuangan dan umum).
Tugas dari direktur produksi antara lain :
1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang produksi, teknik, dan
rekayasa produksi.
2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepalakepala bagian yang menjadi bawahannya.
Tugas dari direktur keuangan antara lain:
1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang pemasaran,
keuangan, dan pelayanan umum.
2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepalakepala bagian yang menjadi bawahannya.
commit to user
Bab V Manajemen Perusahaan
(Djoko, 2003)
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
5.3.4
digilib.uns.ac.id
102
Staf Ahli
Staf ahli terdiri dari tenaga - tenaga ahli yang bertugas membantu direktur
dalam menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan teknik maupun
administrasi. Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan
bidang keahlian masing - masing.
Tugas dan wewenang staf ahli meliputi :
1. Mengadakan evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan.
2. Memberi masukan - masukan dalam perencanaan dan pengembangan
perusahaan.
3. Memberi saran - saran dalam bidang hukum.
5.3.5
Penelitian dan Pengembangan (Litbang)
Litbang terdiri dari tenaga - tenaga ahli sebagai pembantu direksi dan
bertanggung jawab kepada direksi. Litbang membawahi 2 departemen, yaitu
Departemen Penelitian dan Departemen Pengembangan
Tugas dan wewenangnya meliputi :
1. Memperbaiki mutu produksi
2. Memperbaiki dan melakukan inovasi terhadap proses produksi
3. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang
5.3.6
Kepala Bagian
Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur, dan
commit to user
mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
103
garis wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat
juga bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada
direktur Utama.
Kepala bagian terdiri dari:
1. Kepala Bagian Produksi
Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang mutu dan
kelancaran produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi
bawahannya. Kepala bagian produksi membawahi seksi proses, seksi
pengendalian, dan seksi laboratorium.
Tugas seksi proses antara lain :
a. Mengawasi jalannya proses produksi
b. Menjalankan tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian yang tidak
diharapkan sebelum diambil oleh seksi yang berwenang.
Tugas seksi pengendalian :
Menangani hal - hal yang dapat mengancam keselamatan pekerja dan
mengurangi potensi bahaya yang ada.
Tugas seksi laboratorium, antara lain:
a. Mengawasi dan menganalisa mutu bahan baku dan bahan pembantu
b. Mengawasi dan menganalisa mutu produksi
c. Mengawasi hal - hal yang berhubungan dengan buangan pabrik
d. Membuat laporan berkala kepada Kepala Bagian Produksi.
2. Kepala Bagian Teknik
commit to user
Tugas kepala bagian teknik, antara lain:
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
104
a. Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang peralatan dan
utilitas
b. Mengkoordinir kepala - kepala seksi yang menjadi bawahannya
Kepala Bagian teknik membawahi seksi pemeliharaan, seksi utilitas, dan
seksi keselamatan kerja-penanggulangan kebakaran.
Tugas seksi pemeliharaan, antara lain :
a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik
b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik
Tugas seksi utilitas, antara lain :
Melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk memenuhi kebutuhan
proses, air, steam, dan tenaga listrik.
Tugas seksi keselamatan kerja antara lain :
a. Mengatur, menyediakan, dan mengawasi hal - hal yang berhubungan
dengan keselamatan kerja
b. Melindungi pabrik dari bahaya kebakaran
3. Kepala Bagian Keuangan
Kepala bagian keuangan ini bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan
umum dalam bidang administrasi dan keuangan dan membawahi 2 seksi, yaitu
seksi administrasi dan seksi keuangan.
Tugas seksi administrasi :
Menyelenggarakan pencatatan utang piutang, administrasi persediaan kantor
dan pembukuan, serta masalah perpajakan.
commit to user
Tugas seksi keuangan antara lain :
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
105
a. Menghitung penggunaan uang perusahaan, mengamankan uang, dan
membuat ramalan tentang keuangan masa depan
b. Mengadakan perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan
(Djoko, 2003)
4. Kepala Bagian Pemasaran
Bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang bahan
baku dan pemasaran hasil produksi, serta membawahi 2 seksi yaitu seksi
pembelian dan seksi pemasaran.
Tugas seksi pembelian, antara lain :
a. Melaksanakan pembelian barang dan peralatan
yang dibutuhkan
perusahaan dalam kaitannya dengan proses produksi
b. Mengetahui harga pasar dan mutu bahan baku serta mengatur keluar
masuknya bahan dan alat dari gudang.
Tugas seksi pemasaran :
a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi
b. Mengatur distribusi hasil produksi
5. Kepala Bagian Umum
Bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang
personalia, hubungan masyarakat, dan keamanan serta mengkoordinir kepalakepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian imim membawahi
seksi personalia, seksi humas, dan seksi keamanan.
Seksi personalia bertugas :
Bab V Manajemen Perusahaan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
106
a. Membina tenaga kerja dan menciptakan suasana kerja yang sebaik
mungkin antara pekerja, pekerjaan, dan lingkungannya supaya tidak terjadi
pemborosan waktu dan biaya.
b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja
yang tenang dan dinamis.
c. Melaksanakan hal - hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan.
Seksi humas bertugas :
Mengatur hubungan antara perusahaan dengan masyarakat di luar lingkungan
perusahaan.
Seksi Keamanan bertugas :
a. Mengawasi keluar masuknya orang - orang baik karyawan maupun bukan
karyawan di lingkungan pabrik.
b. Menjaga semua bangunan pabrik dan fasilitas perusahaan
c. Menjaga dan memelihara kerahasiaan yang berhubungan dengan intern
perusahaan.
5.3.7
Kepala Seksi
Kepala seksi adalah pelaksana pekerjaan dalam lingkungan bagiannya
sesuai dengan rencana yang telah diatur oleh kepala bagian masing-masing agar
diperoleh hasil yang maksimum dan efektif selama berlangsungnya proses
produksi. Setiap kepala seksi bertanggung jawab kepada kepala bagian masing masing sesuai dengan seksinya.
Bab V Manajemen Perusahaan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
5.4
digilib.uns.ac.id
107
Pembagian Jam Kerja Karyawan
Pabrik Gipsum ini direncakan beroperasi 330 hari dalam satu tahun dan
proses produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang bukan hari libur
digunakan untuk perawatan, perbaikan, dan shutdown. Sedangkan pembagian jam
kerja karyawan digolongkan dalam dua golongan yaitu karyawan shift dan non
shift
5.4.1
Karyawan non shift
Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses
produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staf
ahli, kepala bagian, kepala seksi serta karyawan yang berada di kantor.
Karyawan harian dalam satu minggu akan bekerja selama 5 hari dengan
pembagian kerja sebagai berikut :
Jam kerja :

Hari Senin – Kamis
: Jam 07.30 – 16.30

Hari Jum’at
: Jam 07.30 – 16.30
Jam Istirahat :

Hari Senin – Kamis
: Jam 12.00 – 13.00

Hari Jum’at
: Jam 11.00 – 13.00
commit to user
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
5.4.2
digilib.uns.ac.id
108
Karyawan Shift / Ploog
Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses
produksi atau mengatur bagian - bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai
hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk
karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian
gedung dan bagian - bagian yang harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan
serta keamanan pabrik.
Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam sebagai
berikut :
Shift Pagi ( Day shift )
: Jam 07.00 – 15.00
Shift Sore ( Swing shift )
: Jam 15.00 – 23.00
Shift Malam ( Night shift )
: Jam 23.00 – 07.00
Untuk karyawan shift ini dibagi menjadi 4 regu (A / B / C / D) dimana tiga
regu bekerja dan satu regu istirahat serta dikenakan secara bergantian. Untuk hari
libur atau hari besar yang ditetapkan pemerintah, regu yang bertugas tetap harus
masuk.
Tabel 5.1
Jadwal Pembagian Kelompok Shift
Shift
Senin
Selasa
Rabu
Pagi
A
A
A
A
Siang
B
B
B
Malam
C
C
D
Libur
D
D
Bab V Manajemen Perusahaan
Kamis Jumat
Sabtu
Minggu
A
B
B
B
C
C
C
D
D
D
D
C
C
B
commit to user
A
A
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Shift
Senin
Selasa
Rabu
Pagi
B
B
B
B
Siang
C
C
C
Malam
D
D
Libur
A
Shift
Kamis Jumat
digilib.uns.ac.id
109
Sabtu
Minggu
B
C
C
C
D
D
D
A
A
A
A
A
A
D
D
C
B
B
Senin
Selasa
Rabu
Sabtu
Minggu
Pagi
C
C
C
C
C
D
D
Siang
D
D
D
D
A
A
A
Malam
A
A
B
B
B
B
B
Libur
B
B
A
A
D
C
C
Shift
Senin
Selasa
Rabu
Pagi
D
D
D
D
Siang
A
A
A
Malam
B
B
Libur
C
C
Kamis Jumat
Kamis Jumat
Sabtu
Minggu
D
A
A
A
B
B
B
C
C
C
C
C
B
B
A
D
D
(Garret , 1989)
Jadwal untuk tanggal selanjutnya berulang ke susunan awal.
commit to user
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
110
Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor
kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi
kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan
perusahaan dikenakan absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan oleh
pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para
karyawan di dalam perusahaan.(Djoko, 2003)
5.5
Status Karyawan dan Sistem Upah
Pada pabrik ini sistem upah karyawan berbeda - beda tergantung pada
status, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian. Menurut status karyawan dapat
dibagi menjadi tiga golongan karyawan tetap, harian dan borongan.
5.5.1
Karyawan Tetap
Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan
(SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian, dan
masa kerjanya.
5.5.2
Karyawan Harian
Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi
dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan.
5.5.3
Karyawan Borongan
Yaitu
karyawan
yang digunakan
oleh pabrik bila diperlukan saja.
Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan
commit to user
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
5.6
digilib.uns.ac.id
111
Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji
5.6.1. Penggolongan Jabatan
1. Direktur Utama
:Magister Ekonomi / Teknik
2. Direktur Produksi
: Sarjana Teknik Kimia
3. Direktur Keuangan dan Umum
: Sarjana Ekonomi
4. Kepala Bagian Produksi
: Sarjana Teknik Kimia
5. Kepala Bagian Teknik
: Sarjana Teknik Mesin
6. Kepala Bagian Pemasaran
: Sarjana Teknik Kimia / Ekonomi
7. Kepala Bagian Keuangan
: Sarjana Ekonomi
8. Kepala Bagian Umum
: Sarjana Sosial
9. Kepala Seksi
: Sarjana / Ahli Madya
10. Operator
: Ahli Madya / STM/SLTA/SMU
11. Sekretaris
: Sarjana / Akademi Sekretaris
12. Dokter
: Sarjana Kedokteran
13. Perawat
: Akademi Perawat
14. Lain-lain
: SLTA
5.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji
Jumlah karyawan harus ditentukan secara tepat sehingga semua pekerjaan
yang ada dapat diselesaikan dengan baik dan efisien.
commit to user
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
112
Tabel 5.2 Jumlah Karyawan menurut Jabatannya
No
Jabatan
1
Direktur Utama
1
2
Direktur Produksi
1
3
Direktur Keuangan dan Umum
1
4
Staff Ahli
2
5
Litbang
2
6
Sekretaris
3
7
Kepala Bagian Produksi
1
8
Kepala Bagian LITBANG
1
9
Kepala Bagian Teknik
1
10
Kepala Bagian Umum
1
11
Kepala Bagian Keuangan
1
12
Kepala Bagian Pemasaran
1
13
Kepala Seksi Proses
1
14
Kepala Seksi Pengendalian
1
15
Kepala Seksi Laboratorium
1
16
Kepala Seksi Safety & lingkungan
1
17
Kepala Seksi Pemeliharaan
1
18
Kepala Seksi Utilitas
1
19
Kepala Seksi Administrasi Keuangan
1
20
Kepala Seksi Keuangan
commit to user
1
Bab V Manajemen Perusahaan
Jumlah
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
113
No
Jabatan
21
Kepala Seksi Pembelian
1
22
Kepala Seksi Personalia
1
23
Kepala Seksi Humas
1
24
Kepala Seksi Keamanan
1
25
Kepala Seksi Penjualan
1
26
Kepala Seksi Pemasaran
1
27
Karyawan Proses
25
28
Karyawan Pengendalian
10
29
Karyawan Laboratorium
8
30
Karyawan Penjualan
8
31
Karyawan Pembelian
6
32
Karyawan Pemeliharaan
10
33
Karyawan Utilitas
8
34
Karyawan Administrasi
5
35
Karyawan Kas
5
36
Karyawan Personalia
5
37
Karyawan Humas
5
38
Karyawan Keamanan
8
39
Karyawan Pemasaran
8
40
Karyawan Safety & Lingkungan
8
41
Dokter
Bab V Manajemen Perusahaan
Jumlah
commit to user
2
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
114
No
Jabatan
Jumlah
42
Perawat
2
43
Sopir
4
44
Pesuruh
6
TOTAL
163
Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan
Gol. Jabatan
Gaji/Bulan
Kualifikasi
I
Rp. 50.000.000,00
S2 Pengalaman
Direktur Utama
10 tahun
II
Direktur
Rp. 30.000.000,00
S1 Pengalaman
10 tahun
III
Staff Ahli
Rp. 20.000.000,00
S1 pengalaman
5 tahun
IV
Litbang
Rp. 15.000.000,00
S1 pengalaman
V
Kepala Bagian
Rp. 8.000.000,00
S1 pengalaman
VI
Kepala Seksi
Rp. 6.000.000,00
S1/D3
pengalaman
VII
Sekretaris
Rp. 3.500.000,00
commit to user
Bab V Manajemen Perusahaan
S1/D3
pengalaman
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
115
Gol. Jabatan
Gaji/Bulan
Kualifikasi
VIII Karyawan proses,
Rp. 3.500.000,00
S1/ D3
Rp. 3.000.000,00
D3/D1
Rp. 3.000.000,00
D3/D1/SLTA/S
pengendalian,laboratorium,
pemeliharaan, dan utilitas
IX
Karyawan safety &
lingkungan
X
Karyawan penjualan,
pembelian, administrasi,
MK
kas, personalia, humas,
keamanan, dan pemasaran
5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan
Kesejahteraan yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan antara lain:
1. Tunjangan

Tunjangan berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan
karyawan yang bersangkutan

Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang
karyawan

Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar
jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja
commit to user
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
digilib.uns.ac.id
116
2. Cuti
Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam 1
tahun. Cuti sakit diberikan pada karyawan yang menderita sakit berdasarkan
keterangan Dokter.
3. Pakaian Kerja
Pakaian kerja diberikan pada setiap karyawan sejumlah 3 pasang untuk setiap
tahunnya.
4. Pengobatan
Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh
kerja ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang yang berlaku
Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan oleh
kecelakaan kerja diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan
5. Asuransi Tenaga Kerja
Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan lebih
dari 10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp. 1.000.000,00
per bulan.
commit to user
Bab V Manajemen Perusahaan
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
117
digilib.uns.ac.id
BAB VI
ANALISA EKONOMI
Analisa ekonomi berfungsi untuk mengetahui apakah pabrik yang
akan didirikan dapat menguntungkan atau tidak dan layak atau tidak jika
didirikan. Perhitungan evaluasi ekonomi meliputi :
1. Modal (Capital Investment )
a. Modal tetap (Fixed Capital Investment )
b. Modal kerja (Working Capital Investment )
2.
Biaya Produksi (Manufacturing Cost )
a. Biaya produksi langsung ( Direct Manufacturing Cost )
b. Biaya produksi tak langsung ( Indirect Manufacturing Cost )
c. Biaya tetap (Fixed Manufacturing Cost )
3. Pengeluaran Umum (General Cost)
4. Analisis Kelayakan
a. Percent return on investment (ROI)
b. Pay out time (POT)
c. Break event point (BEP) dan Shut down point (SDP)
d. Discounted cash flow (DCF)
Dasar Perhitungan :
1. Kapasitas produksi
: 250.000 ton/tahun
2. Satu tahun operasi
: 330 hari
3. Pabrik didirikan
Bab VI Analisa Ekonomi
commit to user
: 2016
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
4. Umur Alat
118
digilib.uns.ac.id
: 10 tahun
Nilai rongsokan (Salvage Value)
: nol
5. Resiko pabrik :
a.
Kondisi operasi :
-
Reaktor beroperasi pada suhu 93,3 oC dan tekanan 1 atm.
-
Mixer beroperasi pada suhu 93,3 oC dan tekanan 1 atm.
-
Filter beroperasi pada suhu 93,3 oC dan tekanan 1 atm.
-
Dryer beroperasi pada suhu 93,3 oC dan tekanan 1 atm.
Kondisi operasi berkisar suhu 93,3 oC dan tekanan 1 atm. Kondisi
tersebut merupakan kondisi yang tidak ekstrem.
b.
Bahan- bahan yang digunakan sedikit bahan yang berbahaya. Bahan
yang berbahaya asam sulfat.
c.
Fase yang terlibat di dalam operasi adalah padat-cair.
Dilihat dari faktor-faktor diatas maka, Pabrik gipsum (Kalsium Sulfat
Dihidrat) merupakan pabrik yang beresiko rendah.
6. Perkiraan harga alat diperoleh dari membaca tabel harga alat yang
dapat dilihat pada Plant Design and Economics for Chemical
Engineering, Peters, 2003.
7. Deactivated Shutdown pabrik dilaksanakan selama 35 hari dalam satu
tahun untuk perawatan dan perbaikan.
8. Modal kerja yang diperhitungkan selama 1 bulan.
9. Situasi pasar, biaya dan lain - lain diperkirakan stabil selama pabrik
beroperasi.
Bab VI Analisa Ekonomi
commit to user
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
119
digilib.uns.ac.id
10. Harga bahan baku
a. Batu kapur
: US $ 0,0275 / kg
(CV Batu Jata Abadi Tuban)
b. Asam Sulfat
: US $ 0,086 / kg, pada19 Januari 2012
(www.alibaba.com)
11. Harga produk
Gipsum
: US $ 0,230 / kg, pada19 Januari 2012
(www.alibaba.com)
12. Bunga bank saat ini dari BI rate mencapai 6,75 % untuk bunga deposito 1
tahun
13. Untuk buruh asing $ 8.5/man hour
14. Upah buruh Indonesia Rp 10.000.00/man hour
15. Perbandingan manhour asing : manhour Indonesia = 1 : 1,8
16. Perbandingan jumlah tenaga asing : Indonesia = 5 : 95
17. Nilai Kurs (Indonesian Rupiah Exchange Rates) diambil 1$ = Rp.10.000,18. Harga tanah 1.000.000/m 2
19. Evaluasi analisa kelayakan pendirian pabrik menggunakan kriteria :
-
Bunga pinjaman = 14,47% , pada 18 April 2011
-
Bunga deposit = 6,75 % , pada 9 Juni 2011
( www.bi.go.id )
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
120
digilib.uns.ac.id
Penaksiran Harga Peralatan
Harga peralatan proses tiap alat tergantung pada kondisi ekonomi yang
sedang terjadi. Untuk mengetahui harga peralatan yang pasti setiap tahun sangat
sulit sehingga diperlukan suatu metoda atau cara untuk memperkirakan harga
suatu alat dari data peralatan serupa tahun-tahun sebelumnya. Penentuan harga
peralatan dilakukan dengan menggunakan data indeks harga.
Asumsi
kenaikan
harga
diangggap
linier,
dengan
menggunakan
program excel dapat dicari persamaaan linier, yaitu :
Tabel 6.1. Data Cost Index Chemical Plant
No
Tahun
Chemical Eng. Plant Cost Index
1
1993
359,2
2
1994
368,1
3
1995
381,1
4
1996
381,7
5
1997
386,5
6
1998
389,5
7
1999
390,6
8
2000
394,1
9
2001
394,3
10
2002
390,4
1
1993
359,2
2
1994
368,1
(Peters & Timmerhaus, 2003)
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
121
digilib.uns.ac.id
400
390
380
y = 3.608x - 6,823.174
370
360
350
1990
1992
1994
Gambar 6,1
1996
1998
2000
2002
2004
Chemical Engineering Cost Index
Persamaan yang diperoleh adalah
Y = 3,608 X - 6823,174
(6-1)
dengan menggunakan persamaan di atas nilai indeks pada tahun 2015 adalah
446,95.
Pembelian alat dilakukan pada tahun 2015. Harga alat diperkirakan pada
tahun 2015 dan dilihat dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat
tersebut pada masa sekarang digunakan persamaan :
Ex
Ey
Ny
=
Ex
Nx
= Harga pembelian pada tahun referensi
Ey
= Harga pembelian pada tahun 2015
Nx
= Indeks harga pada tahun referensi
Ny
= Indeks harga pada tahun 2015
(Peters & Timmerhaus, 2003)
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
(6.2)
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
122
digilib.uns.ac.id
Perhitungan biaya :
A. Investasi Modal ( Capital Invesment)
Capital Invesment adalah banyaknya pengeluaran-pengeluaran yang
diperlukan untuk fasilitas –fasilitas produksi dan untuk menjalankannya
1. Modal Tetap (Fixed Capital Investment)
Modal tetap adalah investmentasi untuk mendirikan fasilitas
produksi dan pembantunya,
2. Modal Kerja (Working Capital Inves tment)
Modal kerja adalah bagian yang diperlukan untuk menjalankan
operasi dari suatu pabrik selama waktu tertentu,
B. Biaya Produksi (Manufacturing Cost)
Manufacturing cost merupakan jumlah dari semua biaya langsung,
maupun tidak langsung dan biaya-biaya tetap yang timbul akibat
pembuatan suatu produk,
Manufacturing cost meliputi :
1. Biaya produksi langsung (direct cost), adalah pengeluaran yang
bersangkutan khusus dalam pembuatan produk
2. Biaya produksi tak langsung (indirect cost), adalah pengeluaran –
pengeluaran sebagai akibat tidak langsung dan bukan langsung
karena operasi pabrik,
3. Biaya tetap (fixed cost) merupakan biaya yang tidak tergantung
waktu maupun jumlah produksi, meliputi : depresiasi, pajak, asuransi
dan sewa,
Bab VI Analisa Ekonomi
commit to user
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
123
digilib.uns.ac.id
C. Pengeluaran Umum ( General Expenses)
General expenses meliputi pengeluaran-pengeluaran yang bersangkutan
dengan fungsi-fungsi perusahaan yang tidak termasuk manufacturing cost.
D. Analisis Kelayakan
Untuk dapat mengetahui keuntungan yang diperoleh tergolong besar
atau tidak sehingga dapat dikategor ikan apakah pabrik tersebut
potensional didirikan atau tidak maka dilakukan analisis kelayakan,
Beberapa analisis untuk menyatakan kelayakan :
1. Percent Return On Investment merupakan perkiraan laju keuntungan
tiap tahun yang dapat mengembalikan modal yang diinvestasi,
Prb 
Pra 
Pb ra
IF
Pa ra
IF
(6.3)
(6.4)
Prb = % ROI sebelum pajak
Pra = % ROI setelah pajak
Pb = Keuntungan sebelum pajak
Pa = Keuntungan setelah pajak
ra = Annual production rate
IF = Fixed Capital Investment
Untuk industri dengan resiko rendah, ROI minimum sebelum pajak =
11 % ( Aries & Newton, 1955).
2. Pay Out Time (POT)
Pay Out Time adalahcommit
jumlahtotahun
user yang telah berselang sebelum
Bab VI Analisa Ekonomi
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
124
digilib.uns.ac.id
didapatkan sesuatu penerimaan melebihi investasi awal atau jumlah
tahun yang diperlukan untuk kembalinya capital investment dengan
profit sebelum dikurangi depresiasi,
D
IF
Pb ra  0,1 IF
(6.5)
Untuk industri kimia dengan resiko rendah max accetabel POT = 5
tahun ( Aries & Newton, 1955).
3. Break Event Point (BEP)
Break Event Point adalah titik impas di mana pabrik tidak mempunyai
suatu keuntungan maupn kerugian
BEP 
ra
(Fa  0.3Ra)Z
Sa  Va  0,7Ra
(6.6)
= Annual Production Rate
Fa = Annual fixed expense at max production
Ra = Annual regulated expense at max production
Sa = Annual sales value at max production
Va = Annual variable expense at max production
Z
= Annual max production
( Aries & Newton, 1955)
4. Shut Down Point (SDP)
Shut Down Point adalah keadaan di mana pabrik mengalami kerugian
sebesar fixed cost sehingga pabrik harus ditutup,
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
SDP 
125
digilib.uns.ac.id
0,3 Ra Z
Sa  Va  0,7 Ra
(6.6)
( Aries & Newton, 1955)
6.1 Fixed Capital Invesment (FCI)
Tabel 6,2 Fixed Capital Invesment
No
Type of Capital
Rp
1
Purchase equipment cost (EC)
2
Instalasi
3.121.273.762,75
3
Pemipaan
3.963.797.789,18
4
Instrumentasi
2.090.975.665,87
5
Isolasi
665.455.103,29
6
Listrik
1.321.265.929,73
7
Bangunan
4.918.581.198,26
8
tanah dan perbaikan
23.459.290.599,13
9
Utilitas
13.797.912.214,40
PPC
10
Engineering and construction (20% )
DPC
11
Contractor's Fee (8%)
12
Contingency (25%)
Fixed Capital Investment (FCI)
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
22.297.568.098,77
75.636.120.361,38
15.127.224.072,28
90.763.344.433,66
7.261.067.554,69
22.690.836.108,42
120.715.248.096,77
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
126
digilib.uns.ac.id
6.2 Working Capital Investment (WCI)
Tabel 6.3
Working Capital Investment
No
Type of Capital
1
Persediaan bahan baku
2
Bahan baku dalam proses
3
Penyimpanan produksi
4
Biaya sebelum terjual
5
Persediaan uang
Rp
14.740.715.527,84
133.435.971,05
35.139.897.919,33
47.916.666.666,67
35.139.897.919,33
Working Capital (WC)
133.070.283.707,11
6.3 Total Capital Investment (TCI)
TCI
= FCI + WCI
(6.8)
= Rp. 120.715.248.096,77 + Rp. 133.070.283.707,11
= Rp. 253.785.531.803,88
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
127
digilib.uns.ac.id
6.4 Manufacturing Cost (MC)
Tabel 6.4 Manufacturing Cost
No
Type of Manufacturing Cost
1
Bahan baku
2
Gaji karyawan
3
Supervisi
4
Perawatan
5
Plant supplier
6
Royalties and patent
7
Utilitas
176.888.586.334,09
3.018.000.000,00
1.584.000.000,00
7.242.914.885,81
1.086.437.232,87
5.750.000.000,00
6.902.354.326,67
Direct Manufacturing Cost
8
Payroll & overhead
9
Laboratorium
10
Plant overhead
11
Package & transport
202.472.292.779,44
452.700.000,00
301.800.000,00
1.509.000.000,00
201.250.000.000,00
Indirect Manufacturing Cost
12
Depreciation
13
Pajak pendapatan
14
Asuransi
203.513.500.000,00
12.071.524.809,68
2.414.304.961,94
1.207.152.480,97
Fixed Manufacturing Cost
Manufacturing Cost
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
Rp
15.692.982.252,58
421.678.775.032,02
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
128
digilib.uns.ac.id
6.5 General Expense (GE)
Tabel 6.5 General Expense
No
Type of General Expenses
1
Administrasi
2
Penjualan
3
Financial
4
Penelitian
Rp
4.978.000.096,00
57.500.000.000,00
9.671.395.387,77
16.100.000.000,00
Total General Expenses
88.249.395.483,77
6.6 Analisa Kelayakan
Total cost = manufacturing cost + general expenses
(6.8)
= Rp. 421.678.775.032,02 + Rp. 88.249.395.483,77
= Rp. 509.928.170.515,79
Keuntungan
Harga jual
= Rp. 575.000.000.000,00
Total cost
= Rp. 509.928.170.515,79
Keuntungan sebelum pajak
= Rp. 65.071.829.484,21
Pajak 25 % dari keuntungan = Rp. 16.267.957.371,05
(Dirjen Pajak, 2011)
Keuntungan sesudah pajak
= Rp.
48.803.872.113,16
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
129
digilib.uns.ac.id
A. Percent Return On Investment (% ROI)
Yaitu kecepatan tahunan dimana keuntungan –keuntungan akan
mengembalikan investasi (modal). Dalam bentuk dasar ROI dapat
didefinisikan sebagai rasio (perbandingan) yang dinyatakan dalam
prosentase dari keuntungan ta hunan dengan investasi modal.
Prb 
Pb ra
IF
Pra 
Prb
= % ROI sebelum pajak
Pra
= % ROI setelah pajak
Pb
= Keuntungan sebelum pajak
Pa
= Keuntungan setelah pajak
ra
= Annual production rate
IF
= Fixed Capital Investment
(6.9)
Pa ra
IF
(6.10)
Untuk industri dengan resiko rendah. ROI sebelum pajak = 11 %
( Aries & Newton. 1955)
ROI sebelum pajak
=
Rp .65.071.829.484,21
Rp .120.715.248.096,77
= 53,91 %
ROI setelah pajak
=
Rp .48.803.872.113,16
Rp .120.715.248.096,77
= 40,43 %
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
130
digilib.uns.ac.id
B. Pay Out Time (POT)
Yaitu jumlah tahun yang diperlukan untuk mengembalikan Fixed Capital
Investment berdasarkan profit yang diperoleh.
D
IF
Pb ra  0,1 IF
(6.11)
Untuk industri kimia dengan resiko rendah max accetabel POT = 5 tahun.
( Aries & Newton. 1955)
POT sebelum pajak =
Rp .120.715.248.096,77
Rp .65.071.829.484,21+Rp .12.071.524.809,68
= 1,56 tahun
= 18,78 bulan
POT setelah pajak
=
Rp .120.715.248.096,77
Rp .48.803.872.113,16+Rp .12.071.524.809,68
= 1,98 tahun
= 23,80 bulan
C. Break Even Point (BEP)
Yaitu titik impas. besarnya kapasitas produksi dapat menutupi biaya
keseluruhan. dimana pabrik tidak mendapatkan keuntungan namun tidak
menderita kerugian.
BEP 
(Fa  0.3Ra)Z
Sa  Va  0,7Ra
ra
= Annual Production Rate
Fa
= Annual fixed expense at max production
Ra
= Annual regulated expense at max production
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
(6.12)
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
131
digilib.uns.ac.id
Sa
= Annual sales value at max production
Va
= Annual variable expense at max production
Z
= Annual max production
( Aries & Newton. 1955)
a. Fixed Cost (Fa)
Tabel 6.6 Fixed Cost (Fa)
No
Fixed Cost (Fa)
1
Depresiasi
2
Pajak
3
Asuransi
Rp
12.071.524.809,68
2.414.304.961,94
1.207.152.480,97
Total
15.692.982.252,58
b. Variable Cost (Va)
Tabel 6.7 Variable Cost (Va)
No
Variable cost (Va)
1
Bahan baku
2
Royalties and patents
3
Utilitas
4
Packaging and transport
176.888.586.334,09
5.750.000.000,00
6.902.354.326,67
Total
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
Rp
201.250.000.000,00
390.790.940.660,76
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
132
digilib.uns.ac.id
c. Regulated Cost (Ra)
Tabel 6.8 Regulated Cost (Ra)
No
Regulated Cost (Ra)
Rp
1
Labor
3.018.000.000,00
2
Supervisi
1.584.000.000,00
2
Maintenance
7.242.914.885,81
3
Plant supplies
1.086.437.232,87
4
Laboratory
301.800.000,00
5
Payroll Overhead
452.700.000,00
6
Plant overhead
7
General expenses
88.249.395.483,77
Total
103.444.247.602,45
1.509.000.000,00
d. Penjualan (Sa)
Total penjualan produk selama 1 tahun
Sa
BEP =
=
Rp. 575.000.000.000,00
15.692.982.252,58 + (0,3*103.444.247.602,45)
575.000.000.000,00 – 390.790.940.660,76 – (0,7*103.444.247.602,45)
= 41,80 %
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
133
digilib.uns.ac.id
D. Shutdown Point (SDP)
Yaitu suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed cost
yang menyebabkan pabrik harus tutup.
SDP 
0,3 Ra
Sa  Va  0,7 Ra
(6.13)
(Aries & Newton. 1955)
SDP =
0,3*103.444.247.602,45
575.000.000.000,00 – 390.790.940.660,76 – (0,7*103.444.247.602,45)
= 27,76 %
E. Discounted Cash Flow (DCF)
Discounted Cash Flow adalah interest rate yang diperoleh ketika seluruh
modal yang ada digunakan semuanya untuk proses produksi. DCF dari
suatu pabrik dinilai menguntungkan jika melebihi satu setengah kali bunga
pinjaman bank. DCF(i) dapat dihitung dengan metode Present Value
Analysis.
Present Value Analysis :
(FC+WC) =
C
C
C
C
WC
SV


 ..... 


1  i (1  i) 2 (1  i) 3
(1  i) n (1  i) n (1  i) n
Future Value Analysis :
(FCI + WC) (1 + i)n = Wc + Sv + C {(1+i)n-1 + (1+i)n-2 + …+ (1+i) + 1}
dengan trial solution diperoleh nilai i (%).
(Peters & Timmerhause. 2003)
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
134
digilib.uns.ac.id
Future Value Analysis :
Persamaan :
(FCI + WC) (1 + i)n = Wc + Sv + C {(1+i)n-1 + (1+i)n-2 + …+ (1+i) + 1}
dengan :
FC = Fixed capital
= Rp. 120.715.248.096,77
C
= Annual cost
= Profit after tax + depreciation + finance
= Rp. 70.546.792.310,61
SV = Salvage value
= Rp. 0.WC = Working capital
= Rp. 133.070.283.707,11
Diperkirakan umur pabrik (n) = 10 tahun
Diperoleh nilai i
= 0,2647
= 26,47 %
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
135
digilib.uns.ac.id
600
Harga ( dalam milyar, Rp)
500
Ra
400
Sa
300
BEP
Va
SDP
200
100
Fa
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Kapasitas Produksi ( % )
Gambar 6.2
Grafik Analisa Kelayakan
Grafik hasil analisa ekonomi dapat digambarkan sebagai berikut :
Keterangan gambar :
Fa
: Fixed Cost
Ra
: Regulated Cost
Sa
: Sales
Va
: Variable Cost
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
100
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
6.7
136
digilib.uns.ac.id
Kesimpulan
Pabrik gipsum (kalsium sulfat dihidrat) ini merupakan industri dengan
resiko yang rendah. Dari analisa ekonomi yang dilakukan diperoleh hasil sebagai
berikut :
Tabel 6.9
Analisis Kelayakan
No. Keterangan
Perhitungan
Batasan
Percent Return On
Investment (%ROI)
1.
ROI sebelum pajak
53,91 %
min 11 % dan
2.
ROI setelah pajak
40,43 %
min.14,47 % ( bunga pinjaman )
Max. 60 bulan
Pay Out Time (POT)
3
POT sebelum pajak
19 bulan
4.
POT setelah pajak
24 bulan
5.
Break Even Point (BEP)
41,80 %
6.
Shut Down Point (SDP)
27,76 %
7.
Discounted Cash Flow
26,47 %
(DCF)
40 – 60 %
min.= 6,75 % ( bunga deposit)
( 1,5 x 14,47% = 21,71% )
Dari hasil analisa yang dilakukan diatas dapat dihitung bahwa pabrik
gipsum (kalsium sulfat dihidrat) dengan kapasitas 250.000 ton/tahun layak untuk
didirikan.
commit to user
Bab VI Analisa Ekonomi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR PUSTAKA
Aries, R.S., and Newton, R.D., 1955, Chemical Engineering Cost Estimation,
McGraw Hill Book Company, New York
Badger ,W.L. and Banchero, J.T.,1955, Introduction to Chemical Engineering,
International Student Edition, McGraw Hill Kogakusha Company, Tokyo
Badan Pusat Statistik, 2011, Statistic Indonesia, www.bps.go.id, Indonesia, diakses
pada tanggal 25 Mei 2011
Branan, C.R., 1994, Rules of Thumb for Chemical Engineers, Gulf Publishing
Company, Houston
Brown, G.G, 1978, Unti Operation 3ed, McGraw Hill International Book Company,
Tokyo
Brownell, L.E., Young, E.H., 1959, Process Equipment Design Vessel Design,
Michigan
Dirjen Pajak, 2011, Tarif Pajak Usaha Besar dan Kecil, www.pajakonline.com,
Indonesia
Djoko, P., 2003, Komunikasi Bisnis, edisi 2, Erlangga, Jakarta
Faith, Keyes & Clark, 1957, Industrial Chemicals, John Wiley & Sons, Inc., London
Garret, D.E., 1989, Chemical Engineering Economics, Van Nostrand Reinhold, New
York
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Geankoplis, C.J., 1983, Transport Processes and Unit Operations, 2nd ed., Allyn and
Bacon Inc., Boston
Hirobumi Tanaka, Sendai et al, 1973, Process and Apparatus for Producing Gypsum
Lumps, www.freepatentsonline.com , diakses pada tanggal 26 Mei 2011
Jerry F.Key, Jr., 2002, Recovery of Cement Kiln Dust through Precipitation of
Calcium Sulfate using Sulfuric Acid Solution, www.freepatentsonline.com,
diakses pada tanggal 26 Mei 2011
Kern, D.Q., 1950, Process Heat Transfer, McGraw Hill International Book
Company, Singapura
Kirk, R.E., Othmer, V.R., 1999, Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley
& Sons Inc., New York
Levenspiel, O., 1976, Chemcical Reaction Engineering, 2 nd Edition, John Wiley and
Sons Inc, New York
Perry, R.H., Green, D., 1999, Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 7th ed.,
McGraw Hill Companies Inc., USA.
Peters, M.S., Timmerhaus, K.D., West, R.E., 2003, Plant Design and Economics for
Chemical Engineers, 5th ed., Mc-Graw Hill, New York.
PT Petrokimia Gresik, 2011, Spesifikasi Produk, www.petrokimia-gresik.com,
diakses pada tanggal 15 April 2011
Powell, S.T., 1954, Water Conditioning for Industry, 1st ed., McGraw-Hill Book
Company, Inc., New York.
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Rase, Howard F., 1977, Chemical Reactor Design for Process Plant, 3rd ed., McGraw
Hill International Book Company, Tokyo
Rase, H.F., and Barrow H., 1957, Project Engineering of Process Plant, Willey and
Sons, Inc., New York
Smith, J.M. and Van Ness, H.H., 1975, Introduction to Chemical Engineering
Thermodynamics, 3th edition, McGraw Hill International Book Co., Tokyo
Treybal, R.E., 1984, Mass Transfer Operation, 3rd ed., McGraw Hill International
Book Company, Japan
Ulrich, G.D., 1984, A Guide to Chemical Engineering Process Design and
Economics, John Wiley and Sons, New York
Vilbrandt , F.C and Dryden,C.E., 1959, Chemical Engineering Plant Design 4th
edition, McGraw Hill Kogakusha Company Limited, Tokyo
Walas, S.M., 1988, Chemical Process Equipment, 3rd ed., Butterworths series in
chemical engineering, USA
Widjaja,G., dan Yani, A., 2003, Perseroan Terbatas, Raja Grafindo Persada, Jakarta
Yaws, C.L. dkk., 1999, Chemical Properties Handbook, McGraw Hill Companies
Inc., USA
Zamani, 1998, Manajemen, Badan Penerbit IPWI, Jakarta
http://en.wikipedia.org/wiki/Gypsum, diakses pada tanggal 25 Mei 2011
http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfat, diakses pada tanggal 25 Mei 2011
http://www.alibaba.com/product-gs/272409177/98_sulfuric_acid.html, diakses pada
tanggal 19 Januari 2012
commit to user
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
http://www.alibaba.com/product-gs/521930067/Dihydrate_Calcium_sulphate.html,
diakses pada tanggal 19 Januari 2012
http://www.bi.go.id/web/id/Moneter/Kurs+Bank+Indonesia/Kurs+Transaksi/, diakses
pada tanggal 19 Januari 2012
http://www.patentgenius.com/patent/4454261.html, diakses pada tanggal 16 Juni
2011
commit to user
xvi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
LAMPIRAN
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
A-1
digilib.uns.ac.id
DATA-DATA SIFAT FISIS
Data-data untuk menghitung sifat-sifat fisis bahan baku maupun produk diperoleh
dari beberapa sumber.
1. Berat Molekul ( BM )
Tabel A.1 Data Berat Molekul Komponen
Komponen
BM ( kg/kmol )
H2O
18,02
CO2
44,01
SiO2
60,08
MgCO3
84,31
H2SO4
98,08
CaCO3
100,09
Al2O3
101,96
CaSO4
136,14
Fe2O3
159,71
CaSO4.2H2O
172,17
commit to user
Lampiran A – Data Sifat Fisis
A-2
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
2. Densitas ( ρ )
ρ=A*B-(1-T/Tc)^n
T dalam Kelvin ( K )
Tabel A.2 Nilai Konstanta Densitas Masing-Masing Komponen
Komponen
A
B
C
Tc ( K )
H2O
0,3471
0,2740
0,2857
647,13
H2SO4
0,4217
0,1936
0,2857
925,00
3. Viskositas ( µ )
log µ = A + B/T + C.T + D.T2
dengan :
µ = viskositas cairan, cp
T = suhu, K
A,B,C,D = konstanta
Tabel A.3 Nilai Konstanta Viskositas Masing-Masing Komponen
Komponen
A
B
C
D
H2O
-10,2158
1,79E+03
1,77E-02
-1,26E-05
H2SO4
-18,7045
3,50E+03
3,31E-02
-1,70E-05
commit to user
Lampiran A – Data Sifat Fisis
A-3
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
4. Kapasitas panas ( Cp )
Kapasitas panas untuk cairan
:
Cp = A + BT + CT2 + DT3
Dengan
Cp = kapasitas panas cairan , J/mol.K
T = suhu, Kelvin
A,B,C,D = konstanta
Tabel A.4 Nilai Konstanta Kapasitas Panas Komponen Cairan
Komponen
A
B
C
D
H2O
92,0530
-4,00E-02
-2,11E-04
5,32E-07
H2SO4
26,0040
7,03E-01
-1,39E-03
1,03E-06
Kapasitas panas untuk padatan :
Cp = A + BT + C/T2
Dengan
Cp = kapasitas panas cairan , J/mol.K
T = suhu, Kelvin
A,B,C = konstanta
commit to user
Lampiran A – Data Sifat Fisis
A-4
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Tabel A.5 Nilai Konstanta Kapasitas Panas Komponen Padatan
Komponen
A
B
SiO2
10.87
MgCO3
16.90
CaCO3
C
0.00871
-241200
19.68
0.01189
-307600
Al2O3
22.08
0.00890
-522500
CaSO4
18.52
0.02190
-156800
Fe2O3
24.72
0.01604
-423400
CaSO4.2H2O
46,80
5. Tekanan uap murni ( Po )
log Po = A + B/T + C log T + DT + ET2
dengan
Po = tekanan uap murni, mmHg
T = suhu operasi, Kelvin
A,B,C,D = konstanta
Tabel A.6 Nilai Konstanta Tekanan Uap Murni Komponen
Komponen
A
B
C
D
E
H2O
29,8601
-3,15E+03
-7,30E+00
2,42E-09
1,81E-06
H2SO4
2,0582
-4,19E+03
3,26E+00
-1,12E-03
5,54E-07
commit to user
Lampiran A – Data Sifat Fisis
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
B-1
digilib.uns.ac.id
LAMPIRAN
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Perhitungan neraca massa pembuatan Gipsum dari batu kapur dengan
kapasitas 31565,67 kg/jam.
Basis perhitungan :

Satu jam operasi pada keadaan steady state.

Satuan laju alir massa adalah kg/jam
Data yang diketahui :
1. Bahan Baku Asam sulfat dengan kemurnian 98%
2. Batu kapur dengan kadar CaCO3 97,89%
Tabel A.1 Kandungan Batu kapur
Kandungan
Prosentase (% )
H2O
0,3
SiO2
0,36
MgCO3
0,95
CaCO3
97,89
Al2O3
0,17
CaSO4
0,08
Fe2O3
0,25
commit to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-2
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
3. konversi terhadap CaCO3 di reaktor adalah 82,86 % dan perbandingan
asam sulfat dengan H2O sebesar 50:50. Umpan larutan asam sulfat
banding batu kapur adalah 2:1.
(US Patents 6.613.141)
Basis umpan batu kapur masuk reaktor = 100 Kg/jam maka Asam sulfat
masuk reaktor = 2 x 100 Kg = 200 Kg/jam, dengan umpan tersebut dihasilkan
gipsum yang keluar dryer sebesar = 163,24 Kg/jam. Padahal kapasitas produksi
gipsum yang diinginkan sebesar 250.000 ton/tahun, maka diperlukan faktor
pengali umpan supaya didapatkan kapasitas produksi sesuai dengan yang
diharapkan.
Kapasitas Produksi
= 250.000 ton/tahun
asumsi pabrik beroperasi 330 hari dalam 1 tahun, maka kapasitas produksi pabrik
= 250.000 ton/tahun x
1 tahun
1 hari
1000 kg
x
x
1 ton
330 hari 24 jam
= 31565,67 kg/jam
Faktor pengali
=
=
kapasitas produksi yang diinginkan
kapasitas produksi basis
31565 ,67
163,24
= 193,3687
Jumlah Umpan batu kapur harus masuk agar kapasitas produksi sesuai yang
diinginkan sebesar
= Umpan basis x faktor pengali
= 100 kg/jam x 193,3687
= 19336,87commit
kg/jamto user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-3
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Maka umpan larutan asam sulfat 50 % masuk reaktor sebesar,
= 2 x umpan batu kapur
= 2 x 19336,87 kg/jam
= 38673,74 kg/jam
1. Mixer
3
2
Gambar A.1.
Mixer
4
8
Neraca Massa Mixer
Umpan Masuk mixer (arus 2) ialah larutan asam sulfat 98 % dan keluaran
mixer (arus 4) merupakan larutan asam sulfat 50 %. Sehingga perlu adanya
penambahan air pada arus 3. Arus 8 merupakan recycle dari filter.
Diketahui larutan asam sulfat yang masuk reaktor (arus 4) = 38673,74
Kg/jam, dengan kadar 50%, maka :
H2SO4 masuk reaktor (arus 4)
=
50
100
x 38673,74 kg
= 19336,87 kg
H2O masuk reaktor (arus 4)
=
50
100
x 38673,74 kg
= 19336,87 kg
Neraca Massa Total Mixer
Arus masuk
= arus keluar
commit
Arus 2 + arus 3 + arus 8 = arus
4 to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
B-4
digilib.uns.ac.id
Neraca Massa Komponen pada mixer
a. Neraca Massa H2SO4
Arus 2 + arus 3 + arus 8 = arus 4,
dimana arus 3 merupakan H2O murni, maka arus 3 = 0. Persamaan neraca
massa menjadi :
arus 2 + 0 + arus 8
= arus 4
arus 2 + arus 8
= arus 4
arus 4 = 19336,87 kg
arus 8 = 2262,52 kg
arus 2 = arus 4 – arus 8
arus 2 = 19336,87 kg - 2262,52 kg
arus 2 = 17074,35 kg
Larutan asam sulfat 98 % masuk mixer (total arus 2)
=
100
x asam sulfat masuk mixer (arus 2)
98
=
100
x 17074,35 kg = 17415,83 kg
98
b. Neraca Massa H2O
Arus 2 + arus 3 + arus 8 = arus 4
H2O arus 2 sebesar
= 2 % dari total Larutan asam sulfat 98 % (arus 2)
=
2
x 17074,35 kg = 341,49 kg
100
H2O arus 4
= 19336,87 kg
H2O arus 8
= 10020,84 kg
commit to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-5
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Maka arus 3 sebesar,
= arus 4 – arus 2 – arus 8
arus 3
H2O arus 3 sebesar
= H2O arus 4 – H2O arus 2 - H2O arus 8
= 19336,87 kg - 341,49 kg - 10020,84 kg
= 8974,54 kg
Tabel A.2. Neraca Massa Mixer
Masuk
Arus 2
Senyawa
H2O
kmol
Keluar
Arus 3
kg
18,9554 341,4869
Arus 8
kmol
kg
498,1626
8974,5396
H2SO4
174,0886 17074,3458
0,0000
Jumlah
193,0440 17415,8327 498,1626
kmol
kmol
kg
556,2413 10020,8426
1073,359
19336,87
23,0684
2262,5233
197,1571
19336,87
579,3098 12283,3659
1270,516
38673,74
0,0000
8974,5396
Arus 4
kg
38673,7382 Kg
Total
38673,7382 Kg
2. REAKTOR
Gas H2O, H2SO4, CO2 ( 5 )
Batu kapur (1)
REAKTOR I
ke Filter ( 6 )
H2SO4 dari Mixer ( 4 )
Gambar A.2.
Neraca Massa Reaktor
commit to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-6
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Umpan masuk reaktor terdiri atas padatan dan cairan. Umpan padat
yang berupa batu kapur ( arus 1 ) dan umpan cair yang berupa larutan asam
sulfat 50 % berasal dari mixer ( arus 4 ).
Tabel A.3. Umpan Reaktor
Arus 1
Kandungan
BM
kmol
Arus 4
Massa
kmol
Massa
H2O
18,02
3,2201
58,0106 1073,3593 19336,8691
SiO2
60,08
1,1587
69,6127
0,00
0,00
MgCO3
84,31
2,1788
183,7003
0,00
0,00
H2SO4
98,08
0,00
0,00
CaCO3
100,09 189,1243 18928,8612
0,00
0,00
Al2O3
101,96
0,3224
32,8727
0,00
0,00
CaSO4
136,14
0,1136
15,4695
0,00
0,00
Fe2O3
159,71
0,3027
48,3422
0,00
0,00
197,1571 19336,8691
196,4205 19336,8691 1270,5165 38673,7382
Total
Perhitungan pada reaksi yang terjadi di dalam reaktor berdasarkan stoikiometri
dan menggunakan satuan kmol.
CaCO3
+
H2SO4
+ H2O
CaSO4. 2H2O + CO2
Mula : 189,1243
197,1571
1073,3593
Reaksi: 168,3206
168,3206
168,3206
168,3206
168,3206
Sisa
28,8365
905,0387
168,3206
168,320
: 20,8037
-
-
Perhitungan mengetahui fasa Produk
reaktor
1 ( arus keluar 5 & arus 6 ).
commit
to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-7
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Tabel A.4.
Produk reaktor
Komponen
Massa,kg
BM
kmol
Zi
16362,5371
18,02
908,26
0,85
H2SO4
2828,2411
98,08
28,84
0,15
Total
19190,7792
952,3843
1,0000
H2O
Kondisi Operasi
T = 93,3 C = 366,3 K
P = 1 atm
Data vapour pressure (yaws, 1999):
log( Po ) = A + B/T + C log (T) + D.T + E.T2
ln ( Po ) = A + B/(T+C) + D ln(T) + E.TF
Tabel A.5.
Komponen
Data Vapor Pressure tiap komponen
A
B
C
D
E
F
H2O
29,8605
-3152,2
-7,3037
2,4247E-09
1,809E+06
0
H2SO4
2,0582
-4192,4
3,2578
-1,1224E-03
1,7136E-09
0
Neraca Massa Reaktor
Uap
V
Yi
F
Zi
Reaktor
Cair
L
Xi
Gambar A.3.
Lampiran B Neraca Massa
Kesetimbangan Uap-Cair Reaktor I
commit to user
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-8
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
F = umpan masuk
V = produk berupa vapor
L = produk berupa liquid
Neraca Massa Total :
F = V + L……….…………….. (1)
Neraca Massa Komponen I :
F x Zi = L x Xi + V x Yi……………(2)
Keseimbangan :
Yi = f (Xi, Keseimbangan)
Data Keseimbangan :
Yi = Ki x Xi
Ki = f (P, T, i)….………………..(3)
Manipulasi Persamaan Neraca Massa dan Kesetimbangan :
L = F - V……………………….(4)
F x Zi = (F - V) Xi + V x Yi……..…(5)
F x Zi = (F - V).Xi + V x Ki x Xi
Xi =
Zi
1 + (Ki - 1) V/F
Yi =
Ki x Zi
1 + (Ki - 1) V/F
Persamaan Rachford - Rice
c

i 1
Zi
V
1  ( Ki  1)
F
c

i 1
Ki  Zi
0
V
1  ( Ki  1)
F
commit to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-9
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
(1  Ki).Zi
0
V
i 1
1  (Ki  1)
F
c

Langkah perhitungan mengetahui fasa keluaran reaktor
T,P,Zi,F
Ki = f ( P,T )
Tebak V/F
Hitung  Xi –  Yi = 0
ok
Not ok
Hitung V, L, xi,yi
Trial nilai V/F supaya dihasilkan  xi -  yi = 0
coba V/F = 0,2
Tabel A.6. Perhitungan Mengetahui Fasa Produk Reaktor
Komponen
zi
Po
Ki=Po/P
Xi
Yi =ki.Xi
H2O
0,85
931,0922
1,2251
0,8159
0,9996
H2SO4
0,15
0,0935
0,0001
0,1842
2,2659E-05
1,0001
0,9996
total
1
 xi -  yi
= 1,0001 – 0,9996
= 0,0004
0
dari perhitungan diatas didapatkan nilai V/F sebesar 0,2.
V
= F x V/F
= 19190,7782 kmol x 0,2
= 3838,1556 kmol
Lampiran B Neraca Massa
commit to user
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-10
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
dari persamaan ( 1 ) neraca massa
F
= V+ L
L
= F - V
= 19190,7782 kmol - 3838,1556 kmol
= 15352,6226 kmol
Perhitungan mencari komponen yang berada di fase cair dan gas
Tabel A.7.
Fasa Cair dan gas dari produk reaktor
Komponen
F
K
L ( cair )
Massa, kg
kmol
H2O
908,26
16362,5371
H2SO4
28,84
2828,2411
Total
V ( Gas )
kmol,
Massa, kg
kmol,
Massa, kg
xi = Xi . L
= xi . BM
yi=Yi.V
Kg=yi.BM
695,3016 12526,0533 212,9572
3836,4838
937,10 19190,7782
28,8356
2828,1542
0,0009
0,0870
724,1372 15354,2074 212,9581
3836,5708
Tabel A.8. Tabel Neraca Massa Reaktor
Masuk
Senyawa
Keluar
Arus 1
Arus 4
Arus 5
Arus 6
kg
kg
kg
kg
H2O
58,0106
19336,8691
3836,4838
12526,0533
CO2
0,00
0,00
7407,7052
0,00
SiO2
69,6127
0,00
0,00
69,6127
183,7003
0,00
0,00
183,7003
H2SO4
0,00
19336,8691
0,0870
2828,1541
CaCO3
18928,8612
0,00
0,00
2082,1747
0,00
32,8727
MgCO3
Al2O3
32,8727 commit 0,00
to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-11
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Masuk
Senyawa
Keluar
Arus 1
Arus 4
Arus 5
Arus 6
kg
kg
kg
kg
CaSO4
15,4695
0,00
0,00
15,4695
Fe2O3
48,3422
0,00
0,00
48,3422
0,00
0,00
0,00
28979,9519
19336,8691
38673,7382
11244,38
46766,3314
CaSO4.2H2O
Total
total ( kg )
58010,6074
58010,6074
3. FILTER
Filter
7
Ke dryer
6
Dari reaktor
8
Recycle ke mixer
Gambar A.4.
Neraca Massa Filter
Umpan masuk ialah produk reaktor ( arus 6 ).
Asumsi : filter dapat memisahkan 80 % cairan umpan sebagai filtrat dan 20%
cairan umpan terkandung didalam cake. (Ulrich 4-2)
Neraca Massa Total pada filter
Arus 6 = arus 7 + arus 8
a. Neraca Massa H2O
Arus 6 = arus 7 + arus 8
to user
Dengan arus 8 = 80% aruscommit
6
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
B-12
digilib.uns.ac.id
Arus 7 = 20% arus 6
maka persamaan neraca massa menjadi :
arus 6 = 0,8 arus 6 + 0,2 arus 6
H2O pada arus 6 = 12526,0533 kg
H2O pada arus 7 = 0,2 x 12526,0533 kg = 2505,2107 kg
H2O pada arus 8 = 0,8 x 12526,0533 kg = 10020,8426 kg
b. Neraca Massa H2SO4
Arus 6 = arus 7 + arus 8
Dengan arus 8 = 80% arus 6
Arus 7 = 20% arus 6
maka persamaan neraca massa menjadi :
arus 6 = 0,8 arus 6 + 0,2 arus 6
H2SO4 pada arus 6 = 2828,1541 kg
H2SO4 pada arus 7 = 0,2 x 2828,1541 kg = 565,6308 kg
H2SO4 pada arus 8 = 0,8 x 2828,1541 kg = 2262,5233 kg
c. Neraca Massa Padatan
Arus 6 = arus 7 + arus 8
Dengan arus 8 = 0 kg ( karena arus 8 merupakan filtrat berbentuk cairan ),
maka persamaan neraca massa menjadi :
Arus 6 = arus 7 + 0 kg
Arus 6 = arus 7
Arus 6 = 31412,1240 kg
Arus 7 = 31412,1240 kg
Lampiran B Neraca Massa
commit to user
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-13
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Tabel A.18. Neraca Massa Filter
Masuk
Arus 6
Komponen
kmol
H2O
Keluar
Arus 7
kg
695,3016 12526,0533
Arus 8
kmol
kg
139,0603
2505,2107
kmol
kg
556,2413
10020,84
SiO2
1,1587
69,6127
1,1587
69,6127
0,00
0,00
MgCO3
2,1787
183,7003
2,1787
183,7003
0,00
0,00
H2SO4
28,8356
2828,1541
5,7671
565,6308
23,0685
2262,523
CaCO3
20,8037
2082,1747
20,8037
2082,1747
0,00
0,00
Al2O3
0,3224
32,8727
0,3224
32,8727
0,00
0,00
CaSO4
0,1136
15,4695
0,1136
15,4695
0,00
0,00
Fe2O3
0,3027
48,3422
0,3027
48,3422
0,00
0,00
CaSO4.2H2O
168,3206
2879,9519
168,3206
2879,9519
0,00
0,00
Total
917,3377 46766,3314
338,0279 34482,9654
579,3098
12283,3659
Total ( kg)
46766,3314
46766,3314
4. DRYER
10
Cairan terbawa
udara pengering
7
Dari Filter
9
Storage
produk
DRYER
Gambar A.9. Neraca Massa Dryer
commit to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
B-14
digilib.uns.ac.id
Umpan dryer merupakan produk dari filter yang akan dihilangkan
cairannya dengan pengaliran udara kering sehingga produk keluar hanya
mengandung 5% cairan.
Neraca Massa Total pada Dryer
Arus 7 = arus 9 + arus 10
a. Neraca Massa Cairan
Produk keluar diinginkan hanya mengandung 5% cairan.
1. H2O
Arus 7 = arus 9 + arus 10
Arus 7 = 5% arus 7 + 95% arus 7
H2O pada arus 7 = 2505,2107 kg
H2O pada arus 9 = 0,05 x 2505,2107 kg = 125,2605 kg
H2O pada arus 10 = 0,95 x 2505,2107 kg = 2379,9501 kg
2. H2SO4
Arus 7 = arus 9 + arus 10
Arus 7 = 5% arus 7 + 95% arus 7
H2SO4 pada arus 7 = 565,6308 kg
H2SO4 pada arus 9 = 0,05 x 565,6308 kg = 28,2815 kg
H2SO4 pada arus 10 = 0,95 x 565,6308 kg = 537,3493 kg
b. Neraca Massa Padatan
Kandungan padatan arus 10 = 0 kg, karena arus tersebut merupakan cairan
yang terbawa udara pengering dari dryer, sehingga tidak mengandung
padatan sama sekali, maka persamaan neraca massanya :
Arus 7 = arus 9 + 0 kg
Arus 7 = Arus 9
Lampiran B Neraca Massa
commit to user
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-15
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Tabel A.10. Neraca Massa Dryer
Masuk
Keluar
Arus 10
Arus 7
Senyawa
Arus 9
kmol
kg
kmol
kg
H2O
139,0603
2505,2107
6,9530
SiO2
1,1587
69,6127
1,1587
MgCO3
2,1787
183,7003
H2SO4
5,7671
565,6308
CaCO3
20,8037
2082,1747
20,8037
Al2O3
0,3224
32,8727
CaSO4
0,1136
Fe2O3
kmol
kg
125,2605 132,1073
2379,9501
0,00
0,00
0,00
0,00
5,4788
537,3493
2082,1747
0,00
0,00
0,3224
32,8727
0,00
0,00
15,4695
0,1136
15,4695
0,00
0,00
0,3027
48,3422
0,3027
48,3422
0,00
0,00
CaSO4.2H2O
168,3206
2879,9519
168,3206
28979,9519
0,00
0,00
Total
338,0279
34482,9654
200,4418 31565,6660 137,5861
2917,2994
Total ( kg )
2,1787
69,6127
183,7003
0,2884
28,2815
34482,9654
34482,9654
Gipsum yang dihasilkan = 31565,6660 kg/jam.
Kemurnian gipsum yang dihasilkan =
28979,9519
31565 ,6660
= 91,81 %
commit to user
Lampiran B Neraca Massa
x 100%
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
NERACA MASSA TOTAL
Tabel A.11.
Neraca Massa Total Alat
Alat
Masuk
Keluar
(kg/jam)
(kg/jam)
Mixer
38673,7382
38673,7382
Reaktor
58010,6074
58010,6074
Filter
46766,3314
46766,3314
Dryer
34482,9654
34482,9654
Total
177933,6424
177933,6424
Tabel A.12.
Neraca Massa Total Komponen
Komponen
Masuk
Keluar
(kg/jam)
(kg/jam )
H2O
9374,0371
6341,6945
CO2
0,0000
7407,7052
SiO2
69,6127
69,6127
183,7003
183,7003
H2SO4
17074,3458
565,6308
CaCO3
18928,8612
2082,1747
Al2O3
32,8727
32,8727
CaSO4
15,4695
15,4695
MgCO3
commit to user
Lampiran B Neraca Massa
B-16
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-17
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Komponen
Masuk
Keluar
(kg/jam)
(kg/jam )
Fe2O3
CaSO4.2H2O
Total
48,3422
48,3422
0,0000
28979,9519
45727,2415
45727,2415
NERACA PANAS
Basis perhitungan
: 1 jam operasi
Satuan
: kkal/jam
1. Mixer
Panas Masuk
Tabel A.13.
Panas Masuk Larutan Asam Sulfat Suhu 30 oC Pada Mixer
kmol
∫ Cp dT
Q(kJ)
Q(kkal)
H2O
571,10
-953,07
-492830,53
-4314,78
H2SO4
174,09
-701,66
-122148,75
-29174,73
-614979,28
-146885,28
Komponen
Jumlah
Tabel A.14.
Panas Masuk Larutan Asam Sulfat Suhu 93,3oC Pada Mixer
kmol
∫ Cp dT
Q(kJ)
Q(kkal)
H2O
556,22
-13486,03
-7501187,49
-1791627,85
H2SO4
23,07
-9854,39
-227322,57
-54295,06
-7728510,06
-1845922,92
Komponen
Jumlah
Total Panas Masuk = -146885,28 + (-1845922,92)
= -1992808,19 kkal/jam
commit to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-18
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Tabel A.15.
Panas Keluar Larutan Asam Sulfat Pada Mixer
kmol
∫ Cp dT
H2O
1073,32
13486,03
134173,8950 32068,36596
H2SO4
197,15
9854,39
992178,5261 237136,6208
Komponen
Q(kJ)
Q(kkal)
1126352,4211 269204,9868
Jumlah
Panas pelarutan H2SO4 = 327219,4328 kkal/mol
Panas pengenceran H2SO4 = 10185,4983 kkal/jam
Panas pelarutan total = panas pelarutan + panas pengenceran
= 327219,4328 + 10185,4983
= 337404,9311 kkal/jam
Panas masuk + Panas pelarutan = Panas keluar + Qpendingin/pemanas
-1992808,19 + 337404,93
= 269204,99+ Qpendingin/pemanas
Qpendingin/pemanas
= -1386198,27 kkal/jam
Tabel A.16.
Panas
Neraca Panas Pada Mixer (M)
Q input (kkal)
Qumpan
Q output (kkal)
1.992.808,19
-
Qpelarutan
-
337.404,93
Qpendingin
-1386198,27
-
-
269.204,99
606.609,92
606.609,92
Qout
Jumlah
2. Reaktor
93,3 0C
93,3 0C
300C
ΔH2
ΔH1
250C
Lampiran B Neraca Massa
ΔHR0
250C
commit to user
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-19
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Panas Masuk
Menentukan ΔH1
T masuk batu kapur = 30 oC
Tabel A.17.
Panas Masuk Umpan Batu Kapur Pada Reaktor (R)
kmol
∫ Cp dT
Q(kkal)
H2O
3,22
-0,38
-1,21
SiO2
1,66
-54,08
-62,66
MgCO3
2,18
-84,50
-184,11
CaCO3
189,12
-99,23
-18766,50
Al2O3
0,32
-94,95
-30,61
CaSO4
0,11
-116,93
-13,29
Fe2O3
0,30
-124,25
-37,61
Komponen
Jumlah
-19096,00
T masuk larutan asam sulfat = 30 oC
Tabel A.18.
Panas Masuk Umpan Larutan Asam Sulfat Pada Reaktor (R)
Komponen
kmol
∫ Cp dT
Q(kkal)
H2O
1073,08
-13486,03
-32068,36596
H2SO4
197,15
-9854,39
-237136,6208
Jumlah
-269204,9868
ΔH1 = Qumpan = -269204,99 kkal/jam
Menentukan ΔH0R
CaCO3 (s) + H2SO4 (l) + H2O (l)
CaSO4. 2H2O(s) + CO2 (g)
ΔH298 = (ΔHof,CaSO4. 2H2O + ΔHof,CO2) – (ΔHof,CaCO3 + ΔHof,H2SO4 + ΔHof,H2O)
= (-483420,53 + 94050,10) – (-288460,32 - 194550,21 - 68315,08)
= -26145,03 kkal/kmolcommit to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-20
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
ΔHoR = -ΔHR 298 x mol CaCO3 yang bereaksi
= 26145,03 kkal/kmol x 168,32 kmol/jam
= 4400746,79 kkal/jam
Total Panas Masuk = -269204,99 + 4400746,79
= 4157450,33
Panas Keluar
Menentukan ΔH2
Tkeluar = 93,3oC
Tabel A.19.
Panas Keluar Pada Reaktor (R)
Kmol
∫ Cp dT
Q(kkal)
H2O
908,02
5,15
4672,75
SiO2
1,16
789,51
914,78
MgCO3
2,18
1154,78
2516,11
H2SO4
28,84
1109,17
31984,24
CaCO3
20,80
1422,07
19583,25
Al2O3
0,32
1385,29
446,63
CaSO4
0,11
1665,98
189,30
Fe2O3
0,30
1788,16
541,25
CaSO4.2H2O
168,31
3197,84
538263,00
CO2
370,48
584,26
216455,50
Komponen
Jumlah
825566,81
commit to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-21
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
ΔH2 = Qproduk = 825566,81 kkal/jam
Panas yang diserap pendingin
= Qproduk– total panas masuk
= 825566, - 814157450,33
= -3331883,52 kkal/jam
Tabel A.20.
Neraca Panas Pada Reaktor (R)
Panas
Q input (kkal)
Q output (kkal)
Qumpan
-269.204,99
-
Qproduk
-
825.566,81
Qreaksi
-
-4.400.746,79
-3.331.883,52
-
-3.575.179,98
-3.575.179,98
Qpendingin
Jumlah
2. Rotary Drum Vacum Filter (RDVF)
Tabel A.21.
Panas Masuk Pada Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF)
kmol
∫ Cp dT
Q(kkal)
H2O
695,30
5,15
3578,08
SiO2
1,16
789,51
914,78
MgCO3
2,18
1154,78
2515,99
H2SO4
28,84
1109,17
31983,75
CaCO3
20,80
1422,07
29584,17
Al2O3
0,32
1385,29
446,62
CaSO4
0,11
1665,98
189,30
Fe2O3
0,30
1788,16
541,27
168,32
3197,84
538263,00
Komponen
CaSO4.2H2O
Jumlah
608016,96
commit to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-22
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Tabel A.22.
Panas Cake Keluar Pada Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF)
kmol
∫ Cp dT
Q(kkal)
H2O
139,06
5,15
715,63
SiO2
1,16
789,51
914,78
MgCO3
2,18
1154,78
2515,99
H2SO4
5,77
1109,17
6396,92
CaCO3
20,80
1422,07
29584,17
Al2O3
0,32
1385,29
446,62
CaSO4
0,11
1665,98
189,30
Fe2O3
0,30
1788,16
541,27
168,32
3197,84
538263,00
Komponen
CaSO4.2H2O
Jumlah
Tabel A.23.
608016,96
Panas Filtrat Keluar Pada Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF)
kmol
∫ Cp dT
Q(kkal)
H2O
556,24
5,15
2862,54
H2SO4
23,07
1109,17
25587,68
Komponen
Jumlah
Tabel A.24.
Panas
28450,22
Neraca Panas Pada Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF)
Q input (kkal)
Q output (kkal)
608.016,96
-
Qcake
-
579.566,74
Qfiltrat
-
28.450,22
608.016,96
608.016,96
Qmasuk
Jumlah
commit to user
Lampiran B Neraca Massa
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
perpustakaan.uns.ac.id
B-23
digilib.uns.ac.id
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
3. Rotary Dryer (RD)
Tabel A.22.
Neraca Panas Pada Rotary Dryer (RD)
Panas
Q input (kkal)
Q output (kkal)
Q7
465.712,32
-
Q9
-
473.006,32
Q10
-
5.517,98
Udara in
5.692.330,14
Udara out
5.707.835,69
Qloss
jumlah
-28.317,53
6.158.042,46
commit to user
Lampiran B Neraca Massa
6.158.042,46
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
C-1
digilib.uns.ac.id
PERANCANGAN REAKTOR
Fungsi
: Untuk mereaksikan batuan kapur (padat) dengan larutan asam
sulfat (cair).
Jenis reaktor : Reaktor Alir Tangki Berpengaduk ( RATB )
Alasan memilih reaktor jenis RATB adalah reaktor RATB dapat
digunakan untuk mereaksikan reatan berfase padat-cair (Walas
1988, hal 568).
Keuntungan menggunakan reaktor RATB :
1. Pada RATB
suhu dan komposisi campuran dalam reaktor selalu sama
sehingga memungkinkan berjalan isothermal.
2. RATB karena volume reaktor relative besar, maka waktu tinggal juga besar,
berarti zat pereaksi dapat lebih lama bereaksi di dalam reaktor.
(Sri Warnijati Agra 1985, hal 1-10).
1. Kondisi Umpan
Umpan Cair (arus 4) dan Umpan Padat (arus 1)
Temperature
: 93,3 oC
Pressure
: 1 atm
Reaksi yang terjadi
CaCO3 + H2SO4 + H2O
CaCO3 + H2SO4
Lampiran C – Perancangan Reaktor
CaSO4.2H2O + CO2
CaSO + H2O + CO2
commit to user 4
C-2
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
2. Hasil Perhitungan Neraca Massa Reaktor
Reaktor beroperasi pada suhu 93,3 oC dan tekanan 1 atm dengan konversi
reaksi sebesar 82,86% (US Patent 6613141).
Reaksi dengan batu kapur menggunakan asam sulfat 50-60% berat.Waktu
tinggal di reaktor berkisar antara 5-10 menit (US Patent 3929416).
Tabel C.1 Neraca Massa Reaktor
Masuk
Senyawa
Keluar
Arus 1
Arus 4
Arus 5
Arus 6
Kg
Kg
Kg
Kg
H2O
58,01
19336,87
3836,48
12526,05
CO2
0,00
0,00
7407,71
0,00
SiO2
69,61
0,00
0,00
69,61
183,70
0,00
0,00
183,70
H2SO4
0,00
19336,87
0,09
2828,15
CaCO3
18928,86
0,00
0,00
2082,17
Al2O3
32,87
0,00
0,00
32,87
CaSO4
15,47
0,00
0,00
15.47
Fe2O3
48,34
0,00
0,00
48.34
0,00
0,00
0,00
28979.95
19336,87
38673,74
11244,28
46766.33
MgCO3
CaSO4.2H2O
Total
Total (kg)
58010,61
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
58010,61
C-3
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
3. Menghintung Kecepatan Volumetrik (Fv, kmol/jam)
Tabel C.2 Kecepatan Volumetrik Umpan Reaktor
Fraksi
Fv
kg/jam
kmol/jam
berat (x)
ρ (kg/L)
ρ.x
Fv (L/jam)
(m3/jam)
H2O
19394,8797
1076,2974
0,3343
1,0000
0,3343
19394,8797
19,3949
SiO2
69,6127
1,1587
0,0012
2,6480
0,0032
26,2888
0,0263
MgCO3
183,7003
2,1789
0,0032
2,3200
0,0073
79,1811
0,0792
H2SO4
19336,8691
197,1540
0,3333
1,8400
0,6133
10509,1680
10,5092
CaCO3
18928,8612
189,1184
0,3263
2,9580
0,9652
6399,2093
6,3992
Al2O3
32,8727
0,3224
0,0006
3,9500
0,0022
8,3222
0,0083
CaSO4
15,4695
0,1136
0,0003
2,9600
0,0008
5,2262
0,0052
Fe2O3
48,3422
0,3027
0,0008
5,2420
0,0044
9,2221
0,0092
Total
58010,6074
1,9308
36431,4975
36,4315
Komponen
1,0000
Dari perhitungan di atas didapat
υ=
massa
ρ
= 36,4315 m3/jam
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
C-4
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
A. Perancangan Reaktor
1. Menghitung Volume Reaktor
Volume cairan di dalam reaktor ( VL ) = τ. Vcampuran
= 0,17 jam x 36,4315 m3/jam
= 6,0719 m3
= 214,3994 ft3
Overdesign untuk rancangan ini adalah 20 %
( Timmerhaus, hal 37,2003 )
= 120% x 6,0719 m3
Maka volume reaktor design
= 7,2863 m3
= 257,2792 ft3
Pdesign
=1
atm
= 14,7 psia
2. Menghitung Dimensi Utama Reaktor
Reaktor RATB bertekanan antara 0-250 psig dengan bentuk silinder vertical
terdiri dari dinding (shell) dan tutup atas serta bawah (head) yang berbentuk
torispherical.
( Brownel, hal 43)
Ditetapkan: D = H
( Rase,tabel 1, hal 342, 1957)
Dimana :
D = diameter reaktor
H = tinggi reaktor
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Volume head torisherical =
0,000049 x D3
Dimana: Volume dalam ft3
Diameter dalam in
Volume reaktor = volume shell + 2 Volume head
257,2792 ft3
= ¼ x 3,14 x D3 + 2 ( 0,000049 x D3)
257,2792 ft3
= 0,785 D3 + 0,000098 D3
1543,68 ft3
= 0,785 D3
D3
= 327,7033 ft3
D
= 6,89444 ft
= 82,7323 in
= 2,1014
Jadi, H
m
=D
= 6,89444 ft
= 82,7323 in
= 2,1014
m
3. Mencari ketinggian cairan
Volume cairan di dalam shell, VC = VL - VH
VC
= 214,3994 ft3 – ( 0,000049 x 1(82,7323 in)3)
= 186,6521 ft3
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
C-5
digilib.uns.ac.id
C-6
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
VC
= ¼ x 3,14 x D2 x ZL
186,6521ft3= ¼ x 3,14 x ( 6,8944 ft)2 x ZL
ZL
= 5,0024 ft
4. Menentukan tebal dinding reaktor
Bahan reaktor dipilih dari stainless steel SA-302 Karena cukup kuat dan tahan
korosif, mudah difabrikasi, harga relatif murah.
ts 
Pr
C
fE  0,6P
dimana : ts
= tebal dinding reaktor ,in
P
= tekanan design, psi
E
= efisiensi penyambungan
f
= tekanan maksimum yang diinginkan
(tabel 13.2, Brownell,1979)
( tabel 13.1 atau Appendix D, Brownell, 1979)
r
= jari-jari dalam shell ( in )
c
= faktor korosi
diketahui : P
= 14,70
psia
E
= 0,85
r
= 41,3661 in
f
= 18.750 psia
c
= 0,125
in
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
ts 
C-7
digilib.uns.ac.id
14,70 psia  41,3661 in
 0,125in
18.750 psia  0,85  0,6  14,70psia
didapatkan ts = 0,1632
in
dipilih tebal standar= 3/16 in
( tabel 5.6,hal 88, Brownell, 1979 )
5. Menghitung tebal head standar
OD
= ID + 2 ts
= 82,7323 in + 2 x 3/16 in
= 83,1073 in
Standarisasi dari tabel 5.7 Brownell ,hal 91 didapatkan:
OD
= 84 in
Icr
= 5 in
r
= 84 in
1
8
untuk menghitung tebal head digunakan persamaan (7.77) dan ( 7.76 ) ,
Brownell,1979 :
W 
1
( 3 r )
4
icr
W 
1
( 3  1441 )
4
5
8
= 1,7621
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
C-8
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
th 
P x ri xW
C
2 fE - 0,2 P
th 
14,70 psia x 84 in x 1,7621
 0,125 in
(2 x 18.750 x 0,85) psia - (0,2 x 14,70)psia
= 0,2616 in
Diambil tebal head standar= 5/16 in
6. Menghitung ukuran head
OD
b
icr
OA
A
B
sf
r
ID
t
a
C
Diketahui : OD
= 84 in
1
icr
= 5 8 in
r
= 84 in
ID
= 82,7323 in
sf untuk tebal head
5
16
in adalah 1 ½ - 3 in dan dipilih nilai sf sebesar 2 in
( Tabel 5.8, hal 93, Brownell, 1979 )
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
a
= ID/2
=
82,7323in
2
= 41,3661 in
BC
= r-icr
1
= 84 – 5 8
= 78,8750 in
AB = a-icr
1
= 41,3661 - 5 8
= 36,2411 in
b
= 𝑟 − 𝐵𝐶 2 − 𝐴𝐵 2
= 84 − 78,87502 − 36,24112
= 13,9440 in
Menghitung tinggi head (OA)
OA = th + b + sf
=
5
16
+ 13,9440 + 2
= 16,2565 in
Tinggi total reaktor
= H + 2OA
= 82,7323 + 2 x 16,2565
= 115,2452 in
= 9,6038
ft
commit to
= 2,9273
m user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
C-9
digilib.uns.ac.id
C-10
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
7. Menghitung ukuran dan power pengaduk
Penggunaan jenis pengaduk menggunakan Tabel 8.3 dan Fig. 84 Rase hal 341343 dengan parameter viskositas dan volume.
Tabel C.3 Data Viskositas Cairan
fraksi berat
komponen
H2O
H2SO4
( xw )
μi
18928,8612
0,4947
0,2900
0,1435
19336,8691
0,5053
1,8000
0,9096
massa
38265,7303
Total
1,0000
xw * μi
1,0531
μmix = 1,0531 cp
= 2,5484 lb/ft j
= 0.0007 lb/ft s
Berdasarkan Fig. 8.4 Rase, digunakan Flat Blade Turbine Impeller. Dimana
digunakan pengaduk jenis turbin dengan 6 blade plate turbine impeller
karena turbin memiliki range volume yang besar dan dapat digunakan untuk
kecepatan putaran yang cukup tinggi.
Data pengadukan diperoleh dari fig.477 Brown :
𝐷𝑡
𝐷𝑖
𝑍𝑖
𝐷𝑖
𝑤
𝐷𝑡
=3
= 0,75-1,3 ( dipilih 1 )
= 0,17
Lampiran C – Perancangan Reaktor
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
L = 0,25 Di
B = 0,2 Di
Dimana : Dt
= Diameter dalam tangki
Di
= Diameter impeller
Zi
= jarak pengaduk dari dasar tangki
w
= lebar baffle
L
= panjang blade
B
= lebar blade
Diketahui : Dt
= 6,8944 ft
o Diameter impeller
Dt/Di
=3
Di
= 6,8944 ft /3
= 2,2981ft
o Jarak pengaduk dari dasar tangki
Zi
= 1*Di
Zi
= 1* 2,2981ft
= 2,2981ft
o Lebar baffle
w/Dt
= 0,17
w
= 0,17 x 6,8944 ft
= 1,1720 ft
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
C-11
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
C-12
digilib.uns.ac.id
o Panjang blade
L
= 0,25 Di
= 0,25 x 2,2981ft
= 0,5745 ft
o Lebar blade
B
= 0,2 Di
= 0,2 x 2,2981ft
= 0,4596 ft
8. Kecepatan putar pengaduk
Dari persamaan ( 8.8 ) dan ( 8.9 ) Rase hal. 345,1957 didapatkan :
WELH  π Di N 


2.Di
 600 
2
Dimana :
WELH = Water Equivalent Liquid Height (ft)
Di
= diameter pengaduk (ft)
N
= kecepatan putaran pengaduk (rpm)
WELH = ZL x specific gravity of liquid
specific gravity of liquid =
 campuran 1,9308 g/ml

 1,8625
 air
1,0367 g/ml
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
C-13
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
N
=
600 WELH
π Di 2 Di
=
600
3,14 x 2,2981 ft
5,0024 ft x 1,8625
2 x 2,2981 ft
= 118,3794 rpm
= 1,9730
rps
9. Menghitung power pengaduk ( P )
Nre =
N . .D 2

Dimana,
Nre
= Bilangan Reynold
D
= Diameter pengaduk
= 2,2981
ft
N
= Kecepatan putaran
= 1,9730
rps
ρ
= Density campuran
= 120,5349 lb/ft3
μ
= viskositas campuran
= 0,0007
Nre
=
1,9730 rps x 120,5349 lb/ft 3 x 2,2981 ft
0,0007 lb/ft.s
= 1.774.272,8336
Dari fig 8.8 , Rase didapatkan nilai Np sebesar = 5,5
Dari fig. 83, hal 349 , Rase didapatkan :
   N
 Di 
P  3.52 x10 x Np x 
x  x  
 62.43   60 
 12 
commit to user
3
3
Lampiran C – Perancangan Reaktor
5
lb/ft.s
C-14
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Dimana, P = Daya pengadukan
(Hp)
N = Kecepatan pengadukan (rpm)
= 118,3794 rpm
ρ = Densitas slurry
(lb/ft3) = 120,5349 lb/ft3
Di = Diameter pengaduk
(in)
= 27,5774 in
Didapat nilai P sebesar
3
P  0,00352 x 5,5 x
120,5349  118,3794   27,5774 
x
 x

62,43
 60   12 
P = 18,4018 hp
Untuk perancangan ditambahkan 10% dan 0,5 hp (Rase)
Hp = 18,4018 hp + 10%. 18,4018 hp + 0,5 hp
= 20,7420 hp
= 21 hp
B. PERANCANGAN PENDINGIN REAKTOR
Digunakan media pendinginnya adalah air
Mencari kebutuhan air pendingin :
Q pendingin
= 3.331.883,52 kkal/jam
= 13.222.809,43 Btu/jam
Media pendingin digunakan air dengan suhu masuk :
t1 = 30 oC
= 303,15 K
t2 = 50 oC
= 323,15 K
t rata −rata =
30 + 50
= 40o C
commit to user
2
Lampiran C – Perancangan Reaktor
5
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
C-15
digilib.uns.ac.id
Sifat fisis air pada suhu 400C adalah
Cp =
0,44
ρ =
Btu/lbm,F =
63,29 lbm/ft3
μ =
0,67 cp
k, =
1,8251 kJ/kg,K =
=
1013,7775 kg/m3
=
0,0007 kg/m,s =
0,364 Btu/hr,ft,F =
Q
= m Cp (t2-t1)
massa
=
0,6294 W/mK
Q
Cp (t 2 −t 1 )
kkal
=
3.331.883,52 jam
0,4362
kkal
. 323,15−303,15 K
kgK
= 163.542,60 kg/jam
o
Penentuan LMTD
Hot fluid
cold fluid
diff
93,3 oC
high
50 oC
43,3
( ∆t2 )
93,3 oC
low
30 oC
63,3
(∆t1 )
TLMTD =
∆𝑡 2 −∆𝑡 1
∆𝑡
ln 2
∆𝑡 1
= 52,7 oC
= 126,86 oF
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
0,4362 kkal/kg,K
1,6209 lbm/ft hr
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
o
C-16
digilib.uns.ac.id
Penentuan luas perpindahan panas
Nilai Ud untuk pendingin air berkisar antara 250-500 Btu/jam ft2F, dipilih
nilai Ud 400 Btu/jam ft2F.
A =
=
Q
U D  TLMTD
13.222.809,427 Btu/jam
400 Btu / jamft 2 o F  126,86 o F
= 260,58 ft2
o
Pipa koil
Dari tabel 11, Kern didapatkan spesifikasi koil sebagai berikut :
Ukuran nominal pipa ( IPS )
= 1,5 in
SN
= 40
Diameter luar ( OD )
= 1,9 in
= 0,0483 m
Diameter dalam ( ID )
= 1,61 in
= 0,0409 m
Surface per lin ft ( Ao )
= 0,498 ft2/ft = 0,1518 m2/m
Flow area tiap pipa ( ao )
= 2,04 in2
= 0,0013 m2
Diameter helix
= 0,7-0,8 Dt
(dipilih 0,8 Dt)
= 1,6811 m
Jarak antar lilitan (x) = 1-1,5 OD (perry), dipilih 1xOD = 0,0483 m
o
Panjang koil yang dibutuhkan ( L )
L =
A
Ao
=
260,58 ft 2
0,498ft 2 /ft
= 523,26 ft
Lampiran C – Perancangan Reaktor
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
o
Keliling koil
B
x
a
D
A
b
b = 0,5 AD ( diameter helix )
x = AB ( jarak antar lilitan )
a = 0,5 BD
BD2
= AD2 + AB2
2a = 𝑎𝑏 2 + 𝑥 2
1
a = 𝑏2 + 2 𝑥 2
keliling koil
= 2 πr
1
= 2 x 3,14 x
𝑏2 + 2 𝑥 2
= 2 x 3,14 x
(2,7577ft)2 + 2 (0,1583ft)2
= 23,9195 ft
o
Jumlah koil
Jumlah koil
= L/kell koil
=
523,2581 ft
23,9195 ft
= 21,8785 ≈ 22 buah
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
1
C-17
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
o
C-18
digilib.uns.ac.id
Koreksi harga A
L = kell koil x jumlah koil
= 23,9195 ft x 22
= 526,2290 ft
Tinggi tumpukan koil
= jml koil ( ID koil + x )
= 22 x ( 0,1342 ft + 0,1583 ft )
= 6,4342 ft
= 1,9617 m
A’ = L x Ao
= 526,2290 ft x 0,498 ft2/ft
= 262,0621 ft2
o
Koreksi harga UD
UD=
=
𝑄
𝐴′ ×∆𝑇𝐿𝑀𝑇𝐷
13.222.809,43 Btu /jam
262,0621ft×126,86 F
= 397,7417 Btu/jam ft2 oF
Karena UD memenuhi yaitu 397,7417 Btu/jam ft2 oF, maka air dapat
digunakan sebagai pendingin.
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
o
C-19
digilib.uns.ac.id
Koefisien transfer panas dalam koil
Gt = laju alir massa, lbm/ft2.jam
=
massa pendingin
flow area tiap pipa(ao)
kg
lb
163.542,5966 jam . 2,2
kg
=
0,0139ft 2
= 34.516,8208
Re =
lb
ft 2 jam
𝐺𝑡 .𝐷
𝜇
lb
=
34.516,8208 2
.0,1342 ft
ft jam
0,00045
lbm 3600 s
.
ft .s jam
= 2.121.337,4469
Bilangan Prandtl =
=
𝐶𝑝 .𝜇
𝑘
0,44 Btu/lbF x 0,00045 lb/ft.s x 3600 s/jam
0,364Btu/jam.ft.F
= 4,5754
Mencari nilai Koefisien transfer panas dalam koil
1
ℎ𝑖. 𝐼𝐷
𝐼𝐷
= 0,027. 𝑅𝑒 0,8 . 𝑃𝑟 3 . ( 1 + 3,5.
)
𝑘
𝐷𝐻
Dimana:
commit to user
hi = koefisien transfer panaskonveksi
dalam koil
Lampiran C – Perancangan Reaktor
(Btu/hr.ft2.F)
C-20
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
D = Diameter dalam koil
= 0,1342 ft
k = konduktivitas panas pendingi
= 0,364
µ = viskositas pendingin
= 0,00045 lbm/ft.s
Cp=kapasitas panas pendingin
= 0,44
DH= Diameter Helix
= 5,5155 ft
Maka, nilai hi
o
Btu/jam.ft .oF
Btu/lbm. oF
= 13.907,6342 Btu/jam.ft2 F
Koefisien transfer panas pada bagian dalam koil
Diketahui:
ID = 0,1342 ft
OD= 0,1584 ft
𝐼𝐷
hio = ℎ𝑖 𝑂𝐷
0,1342 ft
hio = 13.907,6342 Btu/jam.ft2 F 𝑥 0,1584 ft
= 11.784,89 Btu/jam.ft2 F
o
Koefisien konveksi di luar koil
2/3
ho. Di
L2 Nρ
= 0,87
𝑘
μ
cμ1/3 μ 0,14
k
μw
Dimana :
ho = Koefisien konveksi di luar koil
k = Konduktivitas panas fluida
= 0,364 Btu/hr.ft.F
Di = Diameter impeller
= 2,2981 ft
L = Panjang paddle
= 0,5745 ft
ρ = Densitas cairan
= 120,5349 lbm/ft3
N = Kecepatan putar impellercommit to user
= 7102,7637 rph
Lampiran C – Perancangan Reaktor
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
c = Panas jenis larutan
= 1,0275 Btu/lbm.F
μ = Viskositas slurry
= 1,6097 lb/ft.jam
C-21
digilib.uns.ac.id
maka
lbm 2/3 1,0275 Btu x 1,6097 lb
(0,5745 ft x7102,7637rphx120,5349
)
hox2,2981ft
lbF
ftjam
ft3
= 0,87x
x
Btu
Btu
ft
0,364
0,364
1,6097lb.
jamftF
ftjamF
jam
2
= 692,3690 Btu/jam.ft2 F
ho
o
2
Clean Overall Coefficient Heat Transfer
Uc
=
hio ×ho
hio +ho
Btu
Btu
×692,3690
jam ft 2 F
jam ft 2 F
Btu
Btu
11.784,89
+692,3690
jam ft 2 F
jam ft 2 F
11.784,89
=
= 653,9491 Btu/jam.ft2 F
o
Fouling factor ( Rd )
Rd =
=
U C −U D
U C ×U D
653,9491 Btu /jamft 2F−397,7417Btu /jamft 2F
653,9491 Btu /jamft 2F×397,7417 Btu /jamft 2F
= 0,0011 ft2.hr.F/Btu
Dari tabel 12, Kern didapat Rd = 0,001 ft2.hr.F/Btu
o
Menghitung tinggi cairan dalam tangki setelah ada koil
Diketahui: Vcairan
= 214,3994 ft3
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
1/3
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
V koil
C-22
digilib.uns.ac.id
= jml koil (1/4. π. ODkoil2 .L )
= 22 ( ¼ x 3,14 x (0,1584ft)2 x 523,2581 ft )
= 161,6651 ft3
V total
= V cairan + V koil
= 214,3994 ft3 + 161,6651 ft3
= 376,0645 ft3
= 10,6571
m3
ID reaktor = 2,1014 m
Tinggi cairan dalam shell = V total/1/4 π( ID reaktor ) 2
=
10,6571 m 3
1/4x3,14x(2,1014 m)2
= 2,6582 m
Tinggi cairan setelah ada koil lebih rendah dari tinggi reaktor (2,6582 m
< 2,9273m )
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
C-23
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
C. PERANCANGAN PIPA INLET DAN OUTLET REAKTOR
Diameter pipa optimum = 3,9 Q0,45 ρ0,13
( Wallas, pers.632,hal 100, 1959 )
1. Pipa pemasukan H2SO4
Tabel C.4 Data Asam Sulfat Masuk Reaktor
Massa,
Komponen
xi
ρi
xi.ρi
Kg/jam
H2SO4
19.336,8691
0,5
1,8265
0,9133
H2 O
19.336,8691
0,5
1,0200
0,5100
TOTAL
38.673,7382
1
Kecepatan massa
= 38.673,74 kg/jam
Ρ campuran
= 1,4233 g/cm3
1,4233
= 88,8506 lb/ft3
Q ( debit )
=
=
kecepatan massa
ρ campuran
38.673,74 kg /jam
1423 ,3 kg /m3
= 27,173 m3/jam
= 0,2666 ft3/s
Di optimum
= 3,9 × (0,2666
𝑓𝑡 3 0,45
)
𝑠
= 3,8547 in
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
𝑙𝑏
× (88,8506 𝑓𝑡 3 )0,13
C-24
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Dipilih pipa standar dengan ukuran 4 in, SN 40ST 40S
OD
= 4,5 in
ID
= 4,00 in
A
= 12,57 in2
( App K Brownell, hal 388)
2. Pipa pengeluaran ke filter
Tabel C.5 Produk Slurry Reaktor
komponen
Massa
ρi
xi
xi.ρi
( kg/jam )
H2O
12526,0533
1,02
2,7E-01
2,7E-01
SiO2
69,6127
2,648
1,5E-03
3,9E-03
MgCO3
183,7003
2,32
0,0039
0,0091
H2SO4
2828,1541
1,84
6,0E-02
1,1E-01
CaCO3
2082,1747
2,958
0,0445
0,1317
Al2O3
32,8727
3,95
0,0007
0,0028
CaSO4
15,4695
2,96
0,0003
0,0010
Fe2O3
48,3422
5,242
1,0E-03
5,4E-03
CaSO4.2H2O
28979,9519
2,3
0,6197
1,4253
TOTAL
46766,3314
1
1,9583
Kecepatan massa
= 46766,3314
kg/jam
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
C-25
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Ρ campuran
= 1,9583 kg/L
= 122,2538 lb/ft3
Q ( debit )
=
=
kecepatan massa F2
ρ campuran
46766,3314 kg /jam
1,9583kg /L
= 27.495,2261 L/jam
= 0,2697 ft3/s
= 3,9 × (0,2697
Di optimum
𝑓𝑡 3 0,45
)
𝑠
𝑙𝑏
× (122,2538 𝑓𝑡 3 )0,13
= 4,0394 in
Dipilih pipa standar dengan ukuran 4 in, SN 40ST 40S
OD
= 4,5 in
ID
= 4,09 in
A
= 13,14 in2
( App K Brownell, hal 388)
3. Pipa pengeluaran arus 6
Menghitung volume gas dalam reaktor :
Data kondisi operasi pada reaktor,
T
= 93,33 °C
= 366,33°K
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
C-26
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
P
= 1 atm
= 1,0133 bar
= 83,14 cm3.bar/gmol.K
R
= 0,0082 L.atm/K.gmol
Korelasi umum untuk gas sejati
P. V
:
(Smith Van Ness 5th, p.77)
= Z. R. T
 B.Pc   Pr 
Z  1 
. 
 R.Tc   Tr 
Tr 
T
Tc
Pr 
P
Pc
 0,422 
Bo  0,083   1,6 
 Tr 
 0,172 
B1  0,139   14, 2 
 Tr 
B.Pc
 Bo  .B1
R.Tc
(Smith Van Ness 5th, p.77)
Tabel C.6 Data Konstanta Kritik Gas Keluar Reaktor
Komponen
H2O
H2SO4
Massa
BM.Yi
Tc (K)
Pc (bar)
w
0,3412 18,02
6,1483
647,1300
220,5500
0,3450
0,0870 0,00001 98,08
0,0008
373,5300
89,6300
0,0830
304,2000
73,8300
0,2240
3836,4838
Yi
BM
CO2
7407,7052
0,6588 44,01 28,9937
Total
11244,2760
1,0000 commit to35,1428
user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
C-27
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
Tabel C.7 Perhitungan Faktor Kompresi Gas Keluar Reaktor 1
Komponen
Tr
Pr
BO
B1
B.Pc/R.Tc
Zi
Zi.Yi
H2O
0,5661
0,0046
-0,9658
-1,7378
-1,5654
0,9873
0,3369
H2SO4
0,9807
0,0113
-0,3523
-0,0477
-0,3563
0,9959
0,00001
CO2
1,2042
0,0137
-0,2305
0,0602
-0,2170
0,9975
0,6572
-1,5486
-1,7253
-2,1387
Total
gas 
P.BM
Z.R.T
Tabel C.8 Perhitungan Volume Gas Keluar Reaktor
Komponen
ρgas
ρgas.Yi
V (L/jam)
H2O
0,5885
0,2008
6519,2249
H2SO4
3,1754
0,0000
0,0274
CO2
1,4225
0,9371
5207,4782
1,1380
11726,7305
Total
 campuran gas = 1,1380 kg/L
= 71,0414 lb/ ft3
Q
= 11726,7305 L/jam
= 0,1150 ft3/s
Di optimum
= 3,9 × (0,1150
𝑓𝑡 3 0,45
)
𝑠
= 2,5654 incommit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor
𝑙𝑏
× (71,0414 𝑓𝑡 3 )0,13
0,9940
perpustakaan.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Kalsium Sulfat Dihidrat
dari Batu Kapur dan Asam Sulfat
Kapasitas 250.000 ton/tahun
C-28
digilib.uns.ac.id
Dipilih pipa standar dengan ukuran 2,5 in SN 10S
OD
= 2,875 in
ID
= 2,635 in
A
= 3,654 in2
( App K Brownell, hal 388)
commit to user
Lampiran C – Perancangan Reaktor